JP2010520663A - Software control plane for switches and routers - Google Patents

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Abstract

プロバイダネットワークコントローラ(PNC)が、次世代ネットワーク(NGN)アーキテクチャを通じてサービスを構築する際の問題に対処し、ネットワーク転送とこれを介して実行されるアプリケーションとの間のブリッジ又は接着剤として抽象化レイヤを作成する。PNCは、キャリアイーサネット、プロバイダバックボーン転送(PBT)、マルチプロトコルラベルスイッチング(MPLS)、転送MPLS(T−MPLS)、光及び統合ネットワーキングプラットフォームを含む複数の転送技術のためのサービス起動及びレイヤ0〜2管理ツールを実行するマルチレイヤ、マルチベンダ動的制御プレーンである。転送制御及びサービスをネットワーク装置から切り離すことにより、サービス創造を単純化し、通信事業者が、PNC活用して転送及びサービスの迅速な創造及び管理を可能にするクラス最高の装置を選択するための選択肢を提供する。PNCは、サービス指向アーキテクチャ(SOA)インターフェイスを提供して、卸売り及び小売りサービスの両方をサポートするように明確に設計された転送オブジェクトを抽象化し、様々な帯域幅及びサービス品質(QoS)要件を含むサービス提案をサポートし、従って企業イーサネット経済を実現する。  The provider network controller (PNC) addresses the problems of building services through the next generation network (NGN) architecture, and is an abstraction layer as a bridge or glue between the network transport and the applications that run through it Create PNC is a service activation and layer 0-2 for multiple transport technologies including Carrier Ethernet, Provider Backbone Transport (PBT), Multiprotocol Label Switching (MPLS), Transport MPLS (T-MPLS), Optical and Integrated Networking Platform A multi-layer, multi-vendor dynamic control plane that executes management tools. Options for choosing best-in-class equipment that simplifies service creation by separating transport control and services from network equipment and enables operators to leverage PNC to quickly create and manage forwarding and services I will provide a. PNC provides a service-oriented architecture (SOA) interface to abstract transfer objects specifically designed to support both wholesale and retail services, including various bandwidth and quality of service (QoS) requirements Supports service proposals, thus realizing the enterprise Ethernet economy.

Description

<<関連出願との相互参照>>
本出願は、2007年3月1日申請の米国仮特許出願第60/904,259号及び2008年2月28日申請の米国仮特許出願第61/032,214号の利益を主張するものである。上記出願の教示全体が引用により本明細書に組み入れられる。
<< Cross-reference with related applications >>
This application claims the benefit of US Provisional Patent Application No. 60 / 904,259, filed March 1, 2007, and US Provisional Patent Application No. 61 / 032,214, filed February 28, 2008. is there. The entire teachings of the above application are incorporated herein by reference.

過去数年に渡るインターネットの急激な増加は、サービスプロバイダネットワークに多大な負担をかけてきた。ユーザ数の増加のみならず、接続速度、バックボーントラフィック、及び最新のアプリケーションも多種多様に増加してきた。当初、通常のデータアプリケーションはベストエフォート方式の能力を必要としたが、バーチャルプライベートネットワーク(VPN)、音声、マルチメディアトラフィック、及びリアルタイム電子商取引アプリケーションなどの最新のアプリケーションは、より高い帯域幅及びより良いサービス保証の方向へ進んでいる。このようなクオリティオブサービス(QoS)を提供する現在使用されている主な技術として、マルチプロトコルラベルスイッチング(MPLS)及びプロバイダバックボーントランスポート(PBT)が挙げられる。   The rapid growth of the Internet over the past few years has placed a heavy burden on service provider networks. Not only has the number of users increased, but the connection speed, backbone traffic, and modern applications have also increased in a wide variety. Initially, normal data applications required best-effort capabilities, but modern applications such as virtual private network (VPN), voice, multimedia traffic, and real-time e-commerce applications have higher bandwidth and better Progressing towards service assurance. The main technologies currently used to provide such quality of service (QoS) include multi-protocol label switching (MPLS) and provider backbone transport (PBT).

ネットワーク運営者は、ここ20年の間に起きた役務収益及び技術の急激な変化に見舞われている。1980年代後期、ほぼ全ての役務収益は、従来の時分割多重方式(TDM)及び同期光ネットワーキング(SONET)/同期デジタルヒエラルキー(SDH)又は「回線交換」ネットワークインフラに基づく有線音声サービス及び専用回線サービスにより生じていた。1990年代後期までに、インターネットの成長と、フレームリレー、非同期転送モード(ATM)及びインターネットプロトコル(IP)サービスを含むパケットベースのサービスへのビジネスの移行とが、全く新しい収益モデル及びサービスモデルを作り出すであろうことは明らかであった。   Network operators are experiencing rapid changes in service revenue and technology over the last 20 years. In the late 1980s, almost all service revenues consisted of wired voice and leased line services based on traditional time division multiplexing (TDM) and synchronous optical networking (SONET) / synchronous digital hierarchy (SDH) or "circuit switched" network infrastructure It was caused by. By the late 1990s, the growth of the Internet and the business transition to packet-based services including Frame Relay, Asynchronous Transfer Mode (ATM) and Internet Protocol (IP) services will create completely new revenue and service models It was clear that.

今日、通信事業者は、「ビットパイプ」ビジネス、実用性として純粋に接続性に基づくビジネスモデルにおける競争の増加に直面しているが、これは低収益及び低マージンの両方をもたらす。ビットパイプモデルは、コンテンツ及びサービスを重視するのではなく、動作の優秀さが原動力となる。減少する収益の真っ直中で利益を維持するために、ビットパイプ方式を採用する通信事業者は、IP技術、インフラ整備、プロセスオートメーション、業務アウトソーシング及び過当競争により促進される経営コストの削減を強いられている。さらに、通信事業者は、ボイスオーバーIP(VoIP)、IPテレビ(IPTV)及びブロードバンドインターネット、及び卸売販売を含む、外注及び内部委託双方によるマネージドビジネスサービス、コネクション型サービスなどの成長しつつある数々の付加価値サービスから新たなトップレベルの成長を起こすことに期待を寄せていると同時に、より小さな企業顧客に目を向けて自社の今後の資金繰りに勢いを与えている。   Today, telecom operators are facing increased competition in “bit pipe” business, a business model based purely on connectivity as practical, which results in both low revenue and low margin. The bitpipe model does not focus on content and services, but is driven by excellence in operation. In order to maintain profits in the midst of declining profits, carriers adopting the bitpipe method are forced to reduce management costs promoted by IP technology, infrastructure development, process automation, business outsourcing and excessive competition. Yes. In addition, telecommunications carriers are developing a growing number of managed business services, connection-type services such as voice over IP (VoIP), IP TV (IPTV) and broadband Internet, and both outsourcing and outsourcing, including wholesale sales. They are looking to generate new top-level growth from value-added services, while at the same time looking at smaller corporate customers and gaining momentum in their future cash flow.

これを行う場合、通信事業者は、ほんの数年前に消費されていたものよりも桁の大きな帯域幅に対する顧客要求という別の支配的風潮を高め、通信事業者に対する中小企業アウトソーシング情報技術(IT)のための自動化ターンキーサービスの提供の必要性を煽っている。この結果、通信事業者は、高度なアプリケーションを介した最も単純なビットパイプから複数の明確に差別化されたサービスを含むポートフォリオを作成すると同時に、サービスライフサイクル全体を通じて自動化を促進することにより、製品に対する顧客要求を満足させる方法を発見する必要がある。しかしながら、これらのサービスは、異なる制約を有する別々の物理的インフラ上に重なり合っている。例えば、メトロアグリゲーションでは、増加する帯域幅の安定供給とともにコストの管理が大変重要である。サービスプロバイダは、独立したストーブパイプの代わりに構成要素の再利用を通じて新しいサービスを構成することを望んでおり、これには、これらのアプリケーションが共通の物理的インフラを利用することが必要となる。   When doing this, carriers will raise another dominant trend of customer demand for bandwidth that is orders of magnitude higher than what was consumed just a few years ago, and SME outsourcing information technology (IT) The need for an automated turnkey service for). As a result, operators can create a portfolio that includes multiple clearly differentiated services from the simplest bitpipe through advanced applications, while at the same time facilitating automation throughout the service lifecycle, There is a need to find a way to satisfy customer requirements for. However, these services overlap on separate physical infrastructures with different constraints. For example, in metro aggregation, cost management is very important as well as a stable supply of increased bandwidth. Service providers want to configure new services through component reuse instead of independent stove pipes, which require these applications to utilize a common physical infrastructure.

パケットサービスに対する需要が増大し、音声サービス及び回線サービスに対する需要を上回ったため、従来の通信事業者は、自ら別個の回線交換ネットワーク及びパケット交換ネットワークを運営することに気付いた。さらに、通信事業者は、ビットパイプから付加価値のあるサービスプロバイダへと遷移することにより、自身の転送ネットワークを通じたサービス配信のための従来モデルについて再考せざるを得なくなってきている。基本的な転送ネットワークにサービスをしっかりと結び付けている現在のモデルは、真のサービス革新のために通信事業者が必要とする柔軟性を提供できない。通信事業者は、サービスと転送とを別々に処理する柔軟性のあるフレームワークを必要としている。さらに、経済は常に最も重要な関心事である。従って、サービスプロバイダは、イーサネット(登録商標)企業の経済及び柔軟性を通信事業者のネットワークへ向ける必要性について認識している。通信事業者は、卸売り市場及び小売り市場の両方において、新しいアプリケーションを作成し、既存のサービスに新しい顧客を追加することにより、新しい収益の流れを作り出したいと思っている。さらに、通信事業者は、サービスの自動化及び法規制順守の合理化によってコストを削減したいと思っている。   As the demand for packet services has increased and exceeded the demand for voice and line services, conventional carriers have realized that they operate separate circuit-switched networks and packet-switched networks. In addition, carriers are forced to rethink traditional models for service delivery through their transport networks by transitioning from bitpipe to value-added service providers. Current models that tightly link services to the basic transport network do not provide the flexibility that carriers need for true service innovation. Carriers need a flexible framework that handles services and transfers separately. In addition, the economy is always the most important concern. Thus, service providers have recognized the need to direct the economy and flexibility of Ethernet companies to carriers' networks. Telecom operators want to create new revenue streams by creating new applications and adding new customers to existing services in both wholesale and retail markets. In addition, operators want to reduce costs by automating services and streamlining regulatory compliance.

通信事業者が直面する主な問題は、ネットワークが1つのトポロジーを有しているのではなく、3つのトポロジー、すなわちエンドポイントを互いにアドレス指定できるようにするサービスの「論理的トポロジー」と、トラフィックがこれらのエンドポイント間で従う実際の経路を示すネットワークの「トラフィックトポロジー」と、利用可能性の管理及び障害からの回復にとって重要なネットワークの「物理的トポロジー」とを有しているということである。3つのネットワークトポロジーを個別に制御できないということは学問的な問題ではない。   The main problems faced by carriers are that the network does not have one topology, but three topologies: a “logical topology” of services that allow endpoints to address each other, and traffic Has a “traffic topology” of the network that shows the actual path followed between these endpoints, and a “physical topology” of the network that is important for availability management and recovery from failures. is there. The inability to individually control the three network topologies is not an academic issue.

VPNは、会社内で、或いはいくつかの会社又は組織によって使用されることの多いプライベート通信ネットワークであり、パブリックネットワークを通じて秘密裏に通信を行う。標準プロトコルに加え、(インターネットなどの)パブリックネットワークインフラを介して、或いはVPN顧客とVPNサービスプロバイダとの間で定められるサービス品質保証制度(SLA)によりサービスプロバイダのプライベートネットワークを介してVPNトラフィックを搬送することができる。   A VPN is a private communication network that is often used within a company or by several companies or organizations, and communicates secretly through a public network. In addition to standard protocols, VPN traffic is carried over public network infrastructure (such as the Internet) or over the service provider's private network through a service quality assurance system (SLA) established between VPN customers and VPN service providers. can do.

VPNは、様々な企業が企業ネットワークへのユーザアクセスを可能にし、遠隔ネットワークがインターネットを通じて互いに通信するための、コスト効率がよく安全な方法であり得る。VPN接続は専用回線よりもコスト効率がよく、通常VPNは、送信を保護するための物理的な及び管理上のセキュリティを提供する保護されたすなわち「内部の」ネットワークと、それよりも信頼性の低い(通常インターネットを介した)「外部の」ネットワークすなわちセグメントとの2つの部分を含む。一般に、遠隔ユーザのワークステーションすなわちクライアントと、ホストネットワークすなわちサーバとの間にファイヤウォールが存在する。ユーザのクライアントがファイヤウォールを使用して通信を確立すると、クライアントは、境界線内の認証サービスに認証データを受け渡すことができる。既知の信頼できる人物が時として信頼できる装置を使用する場合にのみ、一般のユーザが利用できないリソースにアクセスるための適当なセキュリティ上の特権をこの人物に与えることができる。   VPN can be a cost-effective and secure way for various businesses to allow user access to the corporate network and for remote networks to communicate with each other over the Internet. VPN connections are more cost-effective than leased lines, and VPNs are usually more secure than protected or “internal” networks that provide physical and administrative security to protect transmissions. Includes two parts: a low (usually via the Internet) “external” network or segment. In general, there is a firewall between the remote user's workstation or client and the host network or server. When the user's client establishes communication using the firewall, the client can pass authentication data to an authentication service within the boundary. Only when a known trusted person sometimes uses a trusted device, can this person be given appropriate security privileges to access resources not available to the general user.

適切に設計されたVPNは、組織に多大な利益をもたらすことができる。このようなVPNは、地理的接続性を拡げ、データ回線が暗号化されていないところのセキュリティを改善し、遠隔ユーザの通過時間及び転送コストを削減し、従来のワイドエリアネットワーク(WAN)に対して運用コストを削減し、いくつかのシナリオにおけるネットワークトポロジーを単純化し、グローバルネットワークの機会、在宅勤務者サポート、ブロードバンドネットワークの互換性、及び従来の通信事業者がリース/所有するWAN回線よりも投資上速い収益を提供し、良好なスケールメリットを示し、公開鍵インフラと共に使用する場合には適切に基準化することができる。   A properly designed VPN can provide significant benefits to an organization. Such VPNs expand geographic connectivity, improve security where data lines are not encrypted, reduce remote user transit times and transfer costs, and over traditional wide area networks (WANs) Reduce operational costs, simplify network topology in some scenarios, invest in more than global network opportunities, telecommuter support, broadband network compatibility, and traditional carrier leased / owned WAN lines Provides fast revenue, shows good scale benefits, and can be properly scaled when used with public key infrastructure.

接続を行うために、VPNはトンネルを使用することができる。トンネリングとは、パブリックネットワーク内のルーティングノードが、送信をプライベートネットワークの一部であると気付かないような方法でパブリックネットワークを介してデータ送信を行うことである。一般にトンネリングは、送信したデータフレームを調べる人が誰もトンネリングするデータを利用できないように、パブリックネットワークプロトコルデータ内でプライベートネットワークデータ及びプロトコル情報をカプセル化することにより行われる。トンネリングは、(インターネットなどの)パブリックネットワークを使用して、まるでパブリックネットワークが「プライベートネットワーク」への、従って名前へのアクセス権を有しているかのようにユーザの代わりにデータを搬送することができる。   The VPN can use a tunnel to make the connection. Tunneling is the transmission of data through a public network in such a way that a routing node in the public network does not realize that the transmission is part of a private network. In general, tunneling is performed by encapsulating private network data and protocol information in public network protocol data so that nobody who examines a transmitted data frame can use the data to be tunneled. Tunneling can use a public network (such as the Internet) to carry data on behalf of the user as if the public network had access to a “private network” and thus a name. it can.

通信事業者は、MPLSを使用して自身のネットワーク内のトラフィックの流れを指示する。MPLSは、実質的なオーバーヘッドを伴うことなくトラフィックの分離及び差別化を行うので、VPNのトンネリングにおける使用に適している。MPLSは、個々のパケット内にあるラベルによって識別されたパケットの、あるシーケンスのための特定の経路をセットアップすることにより、パケット交換ネットワークを介して回線交換ネットワークのいくつかの特性をエミュレートするデータ伝送メカニズムである。MPLSはプロトコル非依存性であるとともに、これを使用してIPパケット、並びにネイティブATM、SONET、及びイーサネットフレームを含む多くの異なる種類のトラフィックを伝送することができる。   Carriers use MPLS to direct the flow of traffic within their network. MPLS is suitable for use in VPN tunneling because it provides traffic separation and differentiation without substantial overhead. MPLS emulates some characteristics of a circuit-switched network over a packet-switched network by setting up a specific path for a sequence of packets identified by a label within an individual packet. It is a transmission mechanism. MPLS is protocol independent and can be used to carry many different types of traffic, including IP packets and native ATM, SONET, and Ethernet frames.

MPLSは、1又はそれ以上の「ラベル」を含むMPLSヘッダをパケットの先頭に加えることによって機能する。このことはラベルスタックと呼ばれる。受信データパケットは、ラベルエッジルータ(LER)によりラベルを割り当てられ、その後ラベルスイッチパス(LSP)に従って転送される。   MPLS works by adding an MPLS header containing one or more “labels” to the beginning of the packet. This is called a label stack. Received data packets are assigned a label by a label edge router (LER) and then forwarded along a label switch path (LSP).

このルーティング中、MPLSラベルスタックよりも下にあるパケットのコンテンツが調べられることはない。LSPに従い、個々のラベルスイッチルータ(LSR)が、スタックの一番上のラベルの指示のみに基づいてパケットを転送する。個々のホップにおいて、LSRは既存のラベルをはがし、パケットの転送方法を次のホップに通知する新しいラベルを加える。データ経路に従って全てのホップにおいてLSPが確立され、これによりIPクラウド全体に渡って安全な経路が提供される。暗号化又はエンドユーザアプリケーションを必要とすることなく、MPLSネットワーク全体を通じて個々の顧客に対して特定のIPトンネルを作成することができる。最終的に、宛先におけるLERがラベルを取り除き、宛先アドレスにパケットを配信する。   During this routing, the contents of packets below the MPLS label stack are not examined. In accordance with the LSP, individual label switch routers (LSRs) forward packets based solely on the indication of the top label in the stack. At each hop, the LSR strips off the existing label and adds a new label that tells the next hop how to forward the packet. LSPs are established at all hops according to the data path, thereby providing a secure path across the IP cloud. Specific IP tunnels can be created for individual customers throughout the MPLS network without the need for encryption or end-user applications. Eventually, the LER at the destination removes the label and delivers the packet to the destination address.

出口LERでは、ペイロードのみが残るように最後のラベルが取り除かれている。これは、IPパケット、或いは数多くの他の種類のペイロードパケットのいずれであってもよい。従って、出口ルータは、ラベルルックアップテーブルの援助無しでパケットを転送しなければならないので、パケットのペイロードのためのルーティング情報を有していなければならない。   At the exit LER, the last label is removed so that only the payload remains. This can be either an IP packet or a number of other types of payload packets. The egress router must therefore have routing information for the payload of the packet because it must forward the packet without the aid of a label lookup table.

トラフィックの高速転送に加えて、MPLSは、QoSのためのネットワークの管理を容易にする。インターネットサービスプロバイダ(ISP)は、優先順位及びサービスプランに基づいて異なる種類のデータストリームのより優れた管理を行うことができる。例えば、プレミアムサービスプランに加入している顧客、或いは大量のストリーミングメディア又は高帯域コンテンツを受信する顧客は、最小限の待ち時間及びパケット損失しか経験しなくてよい。   In addition to high-speed traffic forwarding, MPLS facilitates network management for QoS. An Internet service provider (ISP) can perform better management of different types of data streams based on priority and service plans. For example, customers who are subscribed to a premium service plan or who receive large amounts of streaming media or high bandwidth content may experience minimal latency and packet loss.

しかしながら、MPLSの動作はIPと密接に結び付いており、この結果、IPに関連付けられた適応的動作の問題、輻輳及びセキュリティ問題の多くを引き継ぐ可能性がある。消費者のトラフィック変動が、ビジネスサービスのためのネットワーク負荷及びパフォーマンスにまで影響を与えることがある。従って、ネットワーク負荷が高くトラフィックが集中する輻輳を誘発するサービス障害のリスクが絶えず存在する。このため、顧客の全体的な経験の質において臨界値の計画が損なわれていた。さらに、パケットネットワークは適応的動作を行って復元力を増加させるが、IPは、顧客のクリティカルデータがとる経路をオペレータが容易に決定できないので、回線の予測性に乏しい。   However, the operation of MPLS is closely tied to IP, and as a result, can take over many of the adaptive operation problems, congestion and security issues associated with IP. Consumer traffic fluctuations can affect network load and performance for business services. Therefore, there is a constant risk of service failure that induces congestion with high network load and traffic concentration. This impaired critical planning in the quality of the customer's overall experience. Furthermore, while packet networks perform adaptive operations to increase resiliency, IP is poor in line predictability because the operator cannot easily determine the path taken by customer critical data.

PBTは、キャリアクラス転送ネットワークとしてイーサネットの使用を可能にするイーサネット技術に対する拡張セットである。イーサネットは、ローカルエリアネットワーク(LAN)のためのフレームベースのコンピュータネットワーキング技術の多様なファミリーであり、メディアアクセスコントロール(MAC)レイヤにおけるネットワークアクセスにより、物理レイヤのための数多くの配線及び信号規格を定める。MACレイヤは、個々のネットワークアダプタに割り当てられた一意のシリアルナンバーであるMACアドレスと呼ばれる48ビットのアドレス指定メカニズムを提供し、データパケットをネットワーク内の宛先に配信できるようにする。   PBT is an extension set to Ethernet technology that allows the use of Ethernet as a carrier class transport network. Ethernet is a diverse family of frame-based computer networking technologies for local area networks (LANs), and network access at the media access control (MAC) layer defines a number of wiring and signaling standards for the physical layer. . The MAC layer provides a 48-bit addressing mechanism called the MAC address, which is a unique serial number assigned to each network adapter, allowing data packets to be delivered to destinations within the network.

イーサネットアーキテクチャにおける主要な標準規格が、米国電気電子学会(IEEE)802.1ahとして標準化されたプロバイダバックボーンブリッジ(PBB)である。この標準規格は、しばしば「M−in−M」又は「MAC-in−MAC」カプセル化と呼ばれる、MACアドレスに基づくカプセル化を組み入れる。PBTは、IEEE規格802.1Qによるバーチャルローカルエリアネットワーク(VLAN)タギング、IEEE802.1adによるQ−in−Q、及びIEEE802.1ahによるMAC−in−MACの概念を使用して、ネットワーク上でサポートできる「サービスVLAN」の数を拡張するが、フラッディング/ブロードキャスティング及びスパニングツリープロトコルの概念を無効にする。PBTは、現在のイーサネットLANに伴う複雑さを取り去ることにより、現在の同期SDH及びSONET転送と同様にコネクション型を目的としてイーサネットを使用する。PBTは、SDH/SONETの世界で見られるように、IEEE802.1agに基づく付加的拡張を使用することにより、運用、管理、及び保守(OA&M)を単純化し、SDH/SONETネットワークにおける単方向経路交換リング(UPSR)保護に類似した経路保護レベルを提供するように拡張を行う。   The main standard in the Ethernet architecture is the Provider Backbone Bridge (PBB) standardized as the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.1ah. This standard incorporates encapsulation based on MAC addresses, often referred to as “M-in-M” or “MAC-in-MAC” encapsulation. PBT can be supported on the network using virtual local area network (VLAN) tagging according to IEEE standard 802.1Q, Q-in-Q according to IEEE 802.1ad, and MAC-in-MAC according to IEEE 802.1ah Extends the number of “service VLANs” but invalidates the concept of flooding / broadcasting and spanning tree protocols. PBT uses Ethernet for connection-type purposes as well as current synchronous SDH and SONET transfers by removing the complexity associated with current Ethernet LANs. PBT simplifies operations, management, and maintenance (OA & M) by using additional extensions based on IEEE802.1ag, as seen in the SDH / SONET world, and unidirectional path switching in SDH / SONET networks An extension is made to provide a path protection level similar to ring (UPSR) protection.

パケットは、外的なVLAN識別子(VID)及び宛先MACアドレスに基づいて転送される。1つの作業及び1つの保護VIDを使用することにより経路(パス)保護が行われる。作業経路(ワークパス)に障害が起きた場合、802.1agの継続性チェック(CC)メッセージの消失によって示されるように、ソースノードがVID値をスワップして、50ミリ秒以内に事前設定した保護経路にトラフィックをリダイレクトする。   The packet is transferred based on the external VLAN identifier (VID) and the destination MAC address. Path protection is performed by using one operation and one protection VID. If a work path fails, the source node swapped the VID value and preset it within 50 milliseconds, as indicated by the loss of the 802.1ag continuity check (CC) message Redirect traffic to a protected path.

現在のところ、MPLSとPBTネットワークとの間の接点を提供する技術が存在しないように、MPLS及びPBTを利用する混合ネットワークを介するトンネルを構成するための手段が存在しない。   At present, there is no means for constructing a tunnel through a mixed network that utilizes MPLS and PBT, as there is no technology that provides a contact point between MPLS and PBT networks.

プロバイダネットワークコントローラ(PNC)は、今日発展しつつあるネットワークインフラにわたってサービスを構築する際の問題に対処する。PNCは、包括的な最新式マルチレイヤ、マルチベンダ動的制御プレーンを提供し、キャリアイーサネット、プロバイダバックボーン転送(PBT)、マルチプロトコルラベルスイッチング(MPLS)、転送MPLS(T−MPLS)、光及び統合ネットワーキングプラットフォームを含む複数の転送技術のためのサービス起動ツール及びレイヤ0−2管理ツールを実装する。PNCは、技術にとらわれず、単一又は複数のスイッチ技術を含むネットワークのために設計される。PNCは、サービス指向アーキテクチャ(SOA)インターフェイスを提供することにより、次世代ネットワーク(NGN)アーキテクチャの物理ネットワークとソフトウェアインフラとの間のギャップをブリッジして、卸売り及び小売りサービスの両方をサポートするように明確に設計された転送オブジェクトをきれいに抽象化する。   Provider network controllers (PNCs) address the problems of building services across today's evolving network infrastructure. PNC provides a comprehensive state-of-the-art multi-layer, multi-vendor dynamic control plane, carrier Ethernet, provider backbone forwarding (PBT), multi-protocol label switching (MPLS), forwarding MPLS (T-MPLS), optical and integration Implement service activation tools and layer 0-2 management tools for multiple transfer technologies including networking platforms. PNC is technology independent and is designed for networks that include single or multiple switch technologies. PNC provides a service-oriented architecture (SOA) interface to bridge the gap between next generation network (NGN) architecture physical network and software infrastructure to support both wholesale and retail services Cleanly abstract well-designed transfer objects.

PNCの重要な機能の1つに、経路計算及び関連するネットワークの計画及び最適化機能がある。単純なベストエフォート型の最短経路ルーティングに加え、PNCは、(帯域幅、遅延、ジッター、待ち時間、合法的妨害、及びネットワークポリシー規則により指示されるその他の制約などの)様々な制約及び装置の制限を含む複雑な経路計算を実行することができる。制約された最適化問題は、ネットワーク全体の状態についての知識を必要とし、従って理想的には別々の動的制御プレーンに向いている。PNCは、アルゴリズム的な、発見的な、及び規則ベースのアプローチの組合せを使用して、ネットワーク装置のサービス制約及び制限に従って個々のフローをルーティングする。PNCは、本質的にマルチレイヤ、マルチサービス、マルチベンダ、マルチキャリア環境で動作するように設計される。   One of the important functions of PNC is route calculation and related network planning and optimization functions. In addition to simple best-effort shortest path routing, the PNC is responsible for various constraints and equipment (such as bandwidth, delay, jitter, latency, lawful interference, and other constraints dictated by network policy rules). Complex route calculations including restrictions can be performed. The constrained optimization problem requires knowledge of the state of the entire network and is therefore ideally suited for a separate dynamic control plane. PNC uses a combination of algorithmic, heuristic, and rule-based approaches to route individual flows according to network device service constraints and restrictions. PNC is designed to operate in a multi-layer, multi-service, multi-vendor, multi-carrier environment by nature.

PNCにおける経路計算は、経路計算モジュール(PCM)によって行われる。PCMは、例えば、(単一スレッドの)基本構成の形の100ノードのネットワークにおいて1秒当たり3000フローをルーティングできる、高度に最適化されたマルチスレッドモジュールである。経路計算機能は、最高レベルの拡張性及び信頼性を提供するとともに複雑なネットワークポリシーの実現を可能にする一方で、ネットワークの動作を効率化及び自動化するように設計される。PCMの主なタスクは、ネットワークトポロジーにトラフィックエンジニアリング規則及びネットワークポリシーを適用して、個々のサービスをネットワーク全体に渡って最適にルーティングすることである。PCMは、ネットワーク内でルーティングされた全てのフローを追跡し続ける。PCMはまた、この要素を介してルーティングされたフローの個々のノード及びリンクに関するデータ、並びにこの要素の関連する容量、利用率、及び性能指標を記憶したデータベースも保持する。   Route calculation in the PNC is performed by a route calculation module (PCM). PCM is a highly optimized multi-threaded module that can route 3000 flows per second, for example, in a network of 100 nodes in a basic configuration (single thread). The route calculation function is designed to streamline and automate network operations while providing the highest level of scalability and reliability and enabling the implementation of complex network policies. The main task of PCM is to apply traffic engineering rules and network policies to the network topology to optimally route individual services across the network. PCM keeps track of all flows routed in the network. The PCM also maintains a database that stores data regarding individual nodes and links of flows routed through this element, as well as the associated capacity, utilization, and performance metrics of this element.

ネットワーク転送とサービスレイヤとの間の接着剤であるネットワークコントローラを活用し、様々な帯域幅を有するサービス提供の範囲、クオリティオブサービス(QoS)要件をサポートし、ひいては企業イーサネット経済を実現することにより、キャリアイーサネットの柔軟性及び経済性を十分に引き出すことができる。転送制御及びサービスをネットワーク装置から切り離すことにより、サービス作成を単純化し、集中制御プレーンを活用して転送及びサービスの迅速な創造、管理を可能にするクラス最高の装置を通信事業者が選択するための選択肢を提供する。   By utilizing a network controller, which is an adhesive between network transport and service layer, to support a range of service offerings with various bandwidths, support quality of service (QoS) requirements, and thus realize the enterprise Ethernet economy In addition, the flexibility and economy of Carrier Ethernet can be fully exploited. To simplify service creation by separating transfer control and services from network equipment, and to select the best-in-class equipment that enables rapid creation and management of transfers and services using a centralized control plane. Provide alternatives.

完全に自動化できる例示的なネットワークコントローラ及び対応する方法が、通信ネットワークにおけるサービスをソフトウェア制御プレーンシステムにより制御する。通信ネットワークは、マルチレイヤ、マルチサービス、マルチベンダ、又はマルチキャリア通信ネットワークであってもよい。コントローラは、通信ネットワークにおけるスイッチ及びルータ及び通信接続、並びに通信ネットワークを管理するトラフィックエンジニアリング規則及びネットワークポリシーを含むことができるハードウェアエンドポイントに関する情報をデータベースに記憶する。この情報は、容量、利用率及び性能指標を含むことができる。   An exemplary network controller and corresponding method that can be fully automated controls services in a communication network by means of a software control plane system. The communication network may be a multi-layer, multi-service, multi-vendor, or multi-carrier communication network. The controller stores information about hardware endpoints that may include switches and routers and communication connections in the communication network, as well as traffic engineering rules and network policies that manage the communication network. This information can include capacity, utilization, and performance indicators.

例示的なネットワークコントローラの経路計算モジュールが通信経路を計算し、この通信経路は、規定のサービスを実行するために、記憶した情報に基づくトンネルを含むことができる。経路計算モジュールは、計算した通信経路に従ってハードウェアエンドポイントをさらにプログラムして通信ネットワーク内の通信経路を設定し、プログラムしたハードウェアエンドポイント及び通信接続をモニタする。経路計算モジュールは、記憶した情報を更新し、通信経路を再計算し、再計算した通信経路に従ってハードウェアエンドポイントを再プログラムして、サービスの実施を確実にするように、記憶した情報及びサービスの変更に基づいて通信経路を適応させる。   An exemplary network controller's path calculation module calculates a communication path, which may include a tunnel based on the stored information to perform a prescribed service. The path calculation module further programs the hardware endpoint according to the calculated communication path to set the communication path in the communication network, and monitors the programmed hardware endpoint and communication connection. The path calculation module updates the stored information, recalculates the communication path, reprograms the hardware endpoint according to the recalculated communication path, and stores the stored information and services to ensure service execution. The communication path is adapted based on the change.

さらに、経路計算モジュールは、フレームの待ち時間、遅延変動及び損失率、及びネットワーク上で実施されるサービスを定めるデータベースに記憶された帯域幅プロファイルを含むサービス性能を含むことができる属性に基づいて通信経路を計算することができる。経路計算モジュールは、ハードウェアエンドポイントの通常の動作を無効にして、計算した通信経路に従ってハードウェアエンドポイントをプログラムすることができ、また計算した通信経路に従ってプログラムしたハードウェアエンドポイント及び通信接続を、ネットワーク障害、過負荷又は経路最適化に関してモニタすることができる。   In addition, the path computation module communicates based on attributes that may include service performance including frame latency stored in a database that defines frame latency, delay variation and loss rates, and services performed on the network. The route can be calculated. The path calculation module can override the normal operation of the hardware endpoint, program the hardware endpoint according to the calculated communication path, and also program the hardware endpoint and communication connection programmed according to the calculated communication path. Can be monitored for network failure, overload or route optimization.

さらに、経路計算モジュールは、通信経路を計算するとともに再計算した通信経路に従ってハードウェアエンドポイントを再プログラムして、サービスの実施を確実にするように、規定のサービスの属性の変更に基づいて通信経路を適応させることができる。経路計算モジュールは、クオリティオブサービス及びクラス毎の帯域幅の制約に基づいて通信ネットワークにおけるハードウェアエンドポイント及び通信接続を最適化することができる。   In addition, the route calculation module calculates the communication route and reprograms the hardware endpoint according to the recalculated communication route to communicate based on changes in the attributes of the specified service to ensure service implementation. The path can be adapted. The path calculation module can optimize hardware endpoints and communication connections in the communication network based on quality of service and bandwidth constraints per class.

さらに、経路計算モジュールは、通信経路に関連する経済的又は社会的価値に基づいて通信経路を再計算することができる。経路計算モジュールは、通信経路を再計算するとともに再計算した通信経路に従ってハードウェアエンドポイントを再プログラムして、計算した通信経路における通信接続の少なくとも1つに障害が起きた場合、通信ネットワーク内の通信経路を修復することができる。通信接続が基本的な通信プロトコルを有することにより、経路計算モジュールが、通信経路の基本的な通信プロトコルとは異なる基本的な通信プロトコルを有する通信ネットワークにおける通信接続を使用して、計算した通信経路の基本的な通信プロトコルをエミュレートできるようにすることができる。経路計算モジュールは、通信経路を再計算するとともに再計算した通信経路に従ってハードウェアエンドポイントを再プログラムして、記憶した情報に基づいて通信ネットワークにおける個々のサービスのための通信経路を最適化することができる。   In addition, the path calculation module can recalculate the communication path based on the economic or social value associated with the communication path. The path calculation module recalculates the communication path and reprograms the hardware endpoint according to the recalculated communication path, and if at least one of the communication connections in the calculated communication path fails, the path calculation module The communication path can be repaired. A communication path calculated by using a communication connection in a communication network having a basic communication protocol different from the basic communication protocol of the communication path when the communication connection has a basic communication protocol. The basic communication protocol can be emulated. The route calculation module recalculates the communication route and reprograms the hardware endpoints according to the recalculated communication route to optimize the communication route for each service in the communication network based on the stored information. Can do.

経路計算モジュールは、再計算した通信経路の通信接続のそれぞれの修復時間定数に基づいて、関連する通信経路の修復時間定数を動的に調整することができる。ネットワークコントローラは、計算した経路から再計算した経路へサービスをさらに移動させて、サービスを中断することなく、任意に通信ネットワークにおけるハードウェアポイント及び通信接続を保持できるようにすることができる。   The path calculation module can dynamically adjust the repair time constant of the associated communication path based on the repair time constant of each of the communication connections of the recalculated communication path. The network controller can further move the service from the calculated path to the recalculated path to arbitrarily maintain hardware points and communication connections in the communication network without interrupting the service.

さらなる例示的な実施形態として、第1の概念のネットワークなどのネットワークにおける通信トンネルを修復する方法がある。現在のところ、他のネットワーク最適化方法も存在するが、これらはサービスの迅速な修復を行うことができない。MPLSは最適化を行わず、(利用可能な最低コストの帯域幅などの)特定のネットワークを設定する理由を注記することはなく、むしろ設定された接続の順序のみを知っている。さらに、これらの最適化のための方法は、どのように修復が行われるかについては知らない。   As a further exemplary embodiment, there is a method of repairing a communication tunnel in a network, such as a first concept network. At present, there are other network optimization methods, but these cannot perform a quick repair of the service. MPLS does not optimize and does not note the reason for setting up a particular network (such as the lowest cost bandwidth available), but rather knows only the order of connections that have been set up. Furthermore, these methods for optimization do not know how the repair is done.

別の例示的な実施形態として、ネットワークにおいて通信トンネルをエミュレートする方法がある。この方法によれば、第1の基本的な通信プロトコル及び複数のハードウェアエンドポイントを有する通信トンネルが割り当てられる。次に、通信トンネルのハードウェアエンドポイントを直接プログラムすることにより、トンネルが、第1のプロトコルとは異なる基本的な通信プロトコルを有する他の通信トンネルに接続される。   Another exemplary embodiment is a method for emulating a communication tunnel in a network. According to this method, a communication tunnel having a first basic communication protocol and a plurality of hardware endpoints is assigned. The tunnel is then connected to another communication tunnel having a basic communication protocol different from the first protocol by directly programming the hardware endpoint of the communication tunnel.

異なる図を通じて同様の参照文字が同じ部分を示す添付の図面に示すように、本発明の例示的な実施形態を示す以下のより具体的な説明から上述の内容が明らかになる。本発明の実施形態を示す際に、図面は必ずしも縮尺通りではなく、むしろ強調して示している。   The foregoing will become apparent from the following more specific description, which illustrates exemplary embodiments of the invention, as illustrated in the accompanying drawings in which like reference characters designate like parts throughout the different views. In showing embodiments of the present invention, the drawings are not necessarily drawn to scale, but rather emphasized.

従来の音声及びデータネットワークのアーキテクチャ示す抽象化ブロック図である。1 is an abstract block diagram illustrating a conventional voice and data network architecture. FIG. 次世代ネットワーク(NGN)のアーキテクチャを示す抽象化ブロック図である。1 is an abstract block diagram illustrating the architecture of a next generation network (NGN). FIG. NGNアーキテクチャを示す抽象化ブロック図である。1 is an abstract block diagram illustrating an NGN architecture. FIG. 従来の音声及びデータネットワークのアーキテクチャの詳細を示す抽象化ブロック図である。FIG. 2 is an abstract block diagram illustrating details of a conventional voice and data network architecture. NGNアーキテクチャの詳細を示す抽象化ブロック図である。It is an abstract block diagram showing details of the NGN architecture. NGNアーキテクチャと、その実現において通信事業者が直面する問題を示す抽象化ブロック図である。FIG. 2 is an abstract block diagram illustrating the NGN architecture and the problems faced by carriers in its implementation. 従来技術の例示的なイーサネットローカルエリアネットワーク(E−LAN)のサービス展開をE−LANのインスタンス及びネットワークトポロジーの形で示すネットワーク図である。1 is a network diagram illustrating an example Ethernet local area network (E-LAN) service deployment of the prior art in the form of an E-LAN instance and network topology. FIG. 米国電気電子学会(IEEE)、国際電気通信連合(ITU)、インターネット技術標準化委員会(IETF)及びメトロイーサネットフォーラム(MEF)が作り出した規格の下で作成されたネットワーク構造を示す抽象化ブロック図である。An abstract block diagram showing the network structure created under standards created by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), International Telecommunications Union (ITU), Internet Engineering Task Force (IETF) and Metro Ethernet Forum (MEF). is there. 本発明による例示的な実施形態のプロバイダネットワークコントローラ(PNC)を含む図1CのNGNアーキテクチャを示す抽象化ブロック図である。FIG. 2 is an abstract block diagram illustrating the NGN architecture of FIG. 1C including an exemplary embodiment provider network controller (PNC) according to the present invention. PNCが提供する抽象化レイヤを示す抽象化ブロック図である。It is an abstract block diagram which shows the abstraction layer which PNC provides. 本発明による例示的な実施形態のPNCを利用する例示的なE−LANのサービス展開を示すネットワーク図である。FIG. 2 is a network diagram illustrating an exemplary E-LAN service deployment utilizing an exemplary embodiment PNC according to the present invention. 本発明による例示的な実施形態のPNCにおける例示的な経路計算モジュール(PCM)による経路計算を示すフロー図である。FIG. 6 is a flow diagram illustrating path calculation by an exemplary path calculation module (PCM) in an exemplary embodiment PNC according to the present invention. ネットワークポリシーとの整合性を維持するためにフローがネットワークを介してルーティングされるときの経路のレイヤの状態を示す状態図である。FIG. 6 is a state diagram showing the state of a route layer when a flow is routed through a network to maintain consistency with a network policy. 本発明による例示的な実施形態のPNCにおけるネットワーク障害及び回復に関して生じるネットワークポリシーのクラスを示すフロー図である。FIG. 5 is a flow diagram illustrating classes of network policies that occur with respect to network failure and recovery in an exemplary embodiment PNC according to the present invention. ネットワークメンテナンス動作及びイベント、及び関連するネットワークリンクの状態を支援する、本発明による例示的な実施形態のPNCを含むネットワークを示すネットワーク図である。1 is a network diagram illustrating a network including a PNC of an exemplary embodiment according to the present invention that supports network maintenance operations and events and associated network link status. FIG. 例示的なバーチャルプライベートネットワーク(VPN)を示すネットワーク図である。1 is a network diagram illustrating an example virtual private network (VPN). FIG. 2つのインターネットサービスプロバイダ(ISP)間の接点を示すネットワーク図である。FIG. 2 is a network diagram showing a contact point between two Internet service providers (ISPs). 本発明による図11のISPを介した例示的な実施形態のソフトウェア制御プレーンの制御を示すネットワーク図である。FIG. 12 is a network diagram illustrating control of an exemplary embodiment software control plane via the ISP of FIG. 11 in accordance with the present invention. 本発明によるネットワークにおける例示的な実施形態のソフトウェア制御プレーンを示すネットワーク図である。FIG. 2 is a network diagram illustrating a software control plane of an exemplary embodiment in a network according to the present invention. 本発明による例示的な実施形態のソフトウェア制御プレーンによるトンネル作成の例示的なエミュレーションを示すネットワーク図である。FIG. 3 is a network diagram illustrating an exemplary emulation of tunnel creation by an exemplary embodiment software control plane according to the present invention. 本発明による例示的な実施形態のソフトウェア制御プレーンによる異なるトポロジーのトンネルの接続の例示的なエミュレーションを示すネットワーク図である。FIG. 6 is a network diagram illustrating an exemplary emulation of the connection of tunnels of different topologies by an exemplary embodiment software control plane according to the present invention. 本発明による例示的な実施形態のソフトウェア制御プレーンによる第1の接続における障害に起因する接続の再ルーティングを示すネットワーク図である。FIG. 3 is a network diagram illustrating connection rerouting due to a failure in a first connection by an exemplary embodiment software control plane according to the present invention. 本発明による例示的な実施形態のソフトウェア制御プレーンによるサービスの移行を示すネットワーク図である。FIG. 3 is a network diagram illustrating service migration by an example embodiment software control plane according to the present invention.

以下、本発明の例示的な実施形態の説明を行う。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described.

図1Aは、通信事業者が使用する従来の音声110及びデータ120のネットワークのアーキテクチャ100aを示す抽象化ブロック図である。時間とともに、異なるネットワークの相対的重要性が変化してきた。従って、データネットワーク120を介したデータトラフィックの大きな成長、音声ネットワーク110を介した音声トラフィックの均一な成長、及びインターネットプロトコル(IP)技術の成熟により、通信事業者は自身のシステムを評価するとともに、自身のネットワークがサポートする必要が生じるであろうサービス及びこれらのネットワークが将来直面するであろう競争の種類を予測してきた。相対的結論として、経営者が市場に効果的に対応し、新しい環境で競争できるように、従来のネットワークのアーキテクチャ100aは変化する必要があるということである。このため、国際電気通信連合(ITU)は次世代ネットワーク(NGN)アーキテクチャを開発して、単一のパケットベースのインフラを通じて広範囲にわたる電気通信サービスを配信できるようにしてきた。   FIG. 1A is an abstract block diagram illustrating a conventional voice 110 and data 120 network architecture 100a used by a carrier. Over time, the relative importance of different networks has changed. Thus, due to the large growth of data traffic through the data network 120, the uniform growth of voice traffic through the voice network 110, and the maturity of Internet Protocol (IP) technology, operators are evaluating their systems, We have anticipated the services that our networks will need to support and the types of competition these networks will face in the future. The relative conclusion is that the traditional network architecture 100a needs to change so that management can effectively respond to the market and compete in the new environment. For this reason, the International Telecommunication Union (ITU) has developed a Next Generation Network (NGN) architecture to enable delivery of a wide range of telecommunications services through a single packet-based infrastructure.

図1Bは、NGNのアーキテクチャ100bを示す抽象化ブロック図である。NGNアーキテクチャ100bは、「構築ブロック」レイヤ、すなわちサービスの大部分を定めるサービス/アプリケーションレイヤ130、IPマルチメディアサブシステム(IMS)などのソフトウェアシステムを表す制御レイヤ140、及びデータの物理的転送の役割を担う転送レイヤ150を中心に構築される。3つのレイヤ130、140、150は全て、動作サポートシステム(OSS)/ビジネスサポートシステム(BSS)に代表されるようないくつかの共通の構成要素180を使用する。NGNアーキテクチャ100bは、複数のブロードバンド、クオリティオブサービス(QoS)対応の転送技術を使用するとともに、サービスに関する機能を基本的な転送技術の選択から独立させる。   FIG. 1B is an abstract block diagram illustrating the NGN architecture 100b. The NGN architecture 100b includes a “building block” layer, ie, a service / application layer 130 that defines most of the service, a control layer 140 that represents a software system such as an IP Multimedia Subsystem (IMS), and the role of physical transfer of data. It is built around the transfer layer 150 responsible for All three layers 130, 140, 150 use several common components 180, such as those represented by Operational Support System (OSS) / Business Support System (BSS). The NGN architecture 100b uses a plurality of broadband, quality of service (QoS) compatible transfer technologies and makes the service-related functions independent of the selection of the basic transfer technology.

図1Cは、NGNアーキテクチャを示す抽象化ブロック図である。レイヤ130、140、150、160、170は、通信事業者が自身のネットワークアーキテクチャ100cについてどのように考えるかを表す。転送150は、全体的な物理的インフラ155であり、一方でアクセス160及び加入者宅内機器(CPE)170は、顧客に至るための物理ネットワーク165、175の展開を表す。その上には制御ドメイン140があり、ここにIMS145のようなシステムが常駐する。さらに上には、音声電話132及びインターネットアクセス134などの実際のエンドアプリケーション130がある。   FIG. 1C is an abstract block diagram illustrating the NGN architecture. Layers 130, 140, 150, 160, 170 represent how the carrier thinks about its network architecture 100c. Transfer 150 is the overall physical infrastructure 155, while access 160 and subscriber premises equipment (CPE) 170 represent the deployment of physical networks 165, 175 to reach the customer. Above that is the control domain 140, where a system such as IMS 145 resides. Further above is the actual end application 130 such as a voice phone 132 and Internet access 134.

図1Dは、従来の音声ネットワーク110及びデータネットワーク120のアーキテクチャ100aを詳細に示す抽象化ブロック図である。公衆交換電話網(PSTN)アーキテクチャにおける最初の回線交換型音声ネットワーク110から、新しいサービスが開発される度にストーブパイプアーキテクチャ100aが拡張することにより、音声110、デジタル加入者回線(DSL)122、非同期転送モード(ATM)124及びバーチャルプライベートネットワーキング(VPN)126などの各サービスが、サービスを搬送するための独自の専用ネットワーク又はオーバーレイネットワークを有するようになってきた。結果として、増加するアクセス装置の範囲に数多くのサービスを配信する必要が生じてくる。   FIG. 1D is an abstract block diagram detailing the architecture 100a of a conventional voice network 110 and data network 120. As shown in FIG. From the first circuit switched voice network 110 in the public switched telephone network (PSTN) architecture, the stove pipe architecture 100a expands as new services are developed, thereby enabling voice 110, digital subscriber line (DSL) 122, asynchronous Each service, such as Transfer Mode (ATM) 124 and Virtual Private Networking (VPN) 126, has come to have its own dedicated network or overlay network to carry the service. As a result, a number of services need to be distributed over an increasing range of access devices.

図1Eは、NGNアーキテクチャ100bを示す抽象化ブロック図である。NGNアーキテクチャ100bは、個々のレイヤにおける個別サービスの可能性を秘めた新しいサービスと、新しいネットワークアーキテクチャに移行する機能とを構築する。具体的には、NGNアーキテクチャ100bは、図1Dのストーブパイプアーキテクチャ100aの制約及びコストから電話事業者を解放する。(サービス/アプリケーションドメイン130などの)サービス提案137を増やして、収益並びに(アクセスドメイン160などの)複数のアクセスネットワーク及び(CPEドメイン170などの)装置167をサポートする圧力を高めるという通信事業者のニーズに応じて、通信事業者は、(転送ドメイン150などの)ネットワーク157の「真ん中」でプラットフォームの数を集約しようとしている。従って、上部(すなわち提供されるサービス)137及び下部(すなわち利用可能なアクセス装置)167からの圧力により、効果的に収束が行われる。   FIG. 1E is an abstract block diagram illustrating the NGN architecture 100b. The NGN architecture 100b constructs a new service with the possibility of an individual service in each layer and a function to move to a new network architecture. Specifically, the NGN architecture 100b frees the telephone operator from the constraints and costs of the stove pipe architecture 100a of FIG. 1D. Service providers 137 (such as service / application domain 130) increase to increase revenue and pressure to support multiple access networks (such as access domain 160) and devices 167 (such as CPE domain 170). Depending on the needs, carriers are trying to aggregate the number of platforms in the “middle” of the network 157 (such as forwarding domain 150). Thus, the convergence from the top (ie, services provided) 137 and the bottom (ie, available access devices) 167 is effectively converged.

図1Fは、NGNアーキテクチャ、及びその実現において通信事業者が直面する問題を示す抽象化ブロック図である。今日、転送ドメイン150において、サービス要素が帯域幅、障害回復手順、及び遅延特性などの属性を指定できるようにする一般的なサービス品質保証制度(SLA)を意識したアプリケーションプログラミングインターフェイス(API)が不足している。NGN上で正しく実施されるために、サービスは、ネットワークの転送レイヤ150及び制御レイヤ140に様々な種類のトラフィックを処理する方法を指示できる明確なAPIを個々のレイヤの境界において必要とする。これにより、急速なアプリケーション(サービス)の導入時に配信を行い、サービス需要及び配信上の問題の変化する性質に適応するという通信事業者の能力が大いに向上する。例えば、ゲームなどのアプリケーションの場合、ジッター及びパケット損失などの特性を定める機能が必須である。新しいサービスは、従来の一般化したブロンズ、ゴールド及びプラチナのサービスレベルではなく、サービス毎に基づく絶対的パラメータを必要とする。サービスの多様化により、サービスの調停を行える場所がネットワーク上のどこかに存在する必要がある。グローバルリソースの調停が存在しないと、ネットワークの過度の介入を招く。さらに、リソースの調停ポリシーが存在しないと、高価値サービスへのリスクが生じる。リソースの調停は、中央で行って分散ネットワークに持ち込む必要がある。   FIG. 1F is an abstract block diagram illustrating the NGN architecture and the problems faced by carriers in its implementation. Today, forwarding domain 150 lacks a general service quality assurance system (SLA) -aware application programming interface (API) that allows service elements to specify attributes such as bandwidth, disaster recovery procedures, and delay characteristics. is doing. In order to be implemented correctly on the NGN, the service needs a clear API at the boundary of each layer that can instruct the transport layer 150 and control layer 140 of the network how to handle various types of traffic. This greatly improves the operator's ability to deliver at the time of rapid application (service) introduction and adapt to the changing nature of service demand and delivery issues. For example, in the case of an application such as a game, a function for determining characteristics such as jitter and packet loss is essential. New services require absolute parameters on a service-by-service basis rather than traditional generalized bronze, gold and platinum service levels. Due to the diversification of services, there must be a place on the network where services can be arbitrated. Absence of global resource arbitration leads to excessive network intervention. Furthermore, the absence of a resource arbitration policy creates a risk for high value services. Resource arbitration must be done centrally and brought into the distributed network.

さらに、サービスレイヤ130における競合他社136による「価値利用」から物理的資産を保護するために、特に転送レイヤ150及びアクセスレイヤ160では、実行可能な標準的APIが必要である。   Furthermore, in order to protect physical assets from “value usage” by competitors 136 at the service layer 130, particularly in the forwarding layer 150 and the access layer 160, a standard API that can be executed is required.

通信事業者はまた、自分たちが大きく投資してきた転送ネットワーク150を活用して収益の機会を増やしたいと思う。これを実現するために、通信事業者は、競合他社136とは区別されるハイブリッドサービス提案を行うための配信を行うサービス130に転送ネットワーク150を接続したいと思う。通信事業者にとってのさらなる問題は、IPベースの転送レイヤ150に集中化した「サービス中心の」情報が存在しないために、サービス130が転送レイヤ150においてリソースを求めて互いに競い合うということである。従って、異なるサービス132、134、136が転送ネットワーク150を介して移動するときに、これらを効果的に管理できるようにするためにサービス情報が必要になる。   Telecom operators also want to increase revenue opportunities by taking advantage of the transport network 150 they have invested heavily. In order to realize this, the communication carrier wants to connect the transfer network 150 to the service 130 that performs distribution for making a hybrid service proposal distinct from the competitor 136. A further problem for carriers is that services 130 compete for each other in the transport layer 150 for resources because there is no centralized “service-centric” information in the IP-based transport layer 150. Accordingly, when different services 132, 134, 136 move through the transport network 150, service information is required to be able to effectively manage them.

さらに、レガシーサービスからNGNフレームワークサービスへの移行において、OSS180内で「タッチ」を維持する際の問題が存在する。例えば、通信事業者は、ビジネス顧客により高く評価されるハイエンド、「ハイタッチ」サービスをサポートするフレームリレー及びATMネットワークを運営することができる。通信事業者は、高価なフレームリレー及びATMネットワークからより低コストのIPネットワークへの移行を望む一方で、レガシー「ハイタッチ」の提供を配信する機能を失うだけの余裕はない。従って、サービスプロバイダは、トラフィックとの「タッチ」を失い、特定のパケットがどこに存在し、或いは実際にどのように動作しているかを常に知っているわけではなくなる。このため、エンド顧客は、レガシーATMからIPに移行するのに気が進まない。   Furthermore, there is a problem in maintaining “touch” within the OSS 180 in the transition from legacy services to NGN framework services. For example, operators may operate frame relays and ATM networks that support high-end, “high touch” services that are highly appreciated by business customers. While carriers want to move from expensive frame relay and ATM networks to lower cost IP networks, they cannot afford to lose the ability to deliver legacy “high touch” offerings. Thus, service providers lose their “touch” with traffic and do not always know where a particular packet exists or how it actually works. For this reason, end customers are reluctant to move from legacy ATM to IP.

また、高価値サービスは、システムが最も重要なサービスを最初に修復できるように、障害回復などの手順に関するサービスの要件をネットワークに通信できることを必要とする。最終的に、通信事業者は、ビジネスニーズをネットワークの動作とリンクさせることを望む。しかしながら、同時にネットワークは、IPからマルチプロトコルラベルスイッチング(MPLS)を通じたIPへ、さらにプロバイダバックボーン転送(PBT)及びイーサネットなどのより低コストの技術へと進化し続けている。さらなる複雑な要因に、ネットワークにおける複数のベンダからの、又は異なる寿命の、及び異なる機能を有する装置の数がある。サービスがネットワークを最適に使用できるように、ネットワークを構成する技術及び機能を調整する必要がある。   High value services also require that service requirements for procedures such as disaster recovery can be communicated to the network so that the system can repair the most important services first. Ultimately, carriers want to link business needs with network operations. At the same time, however, the network continues to evolve from IP to IP over Multiprotocol Label Switching (MPLS) and further to lower cost technologies such as Provider Backbone Transfer (PBT) and Ethernet. A further complex factor is the number of devices from multiple vendors in the network or with different lifetimes and different functions. It is necessary to adjust the technology and functions that constitute the network so that the service can use the network optimally.

このパケットサービスへの遷移は、回線ベースの動作に使用される特別な問題を経営者及び顧客に提示してきた。回線は「ステートフル」であり、特定の経路に従ってセットアップされる。これらの経路を知ることにより、通信事業者がノード及びリンク障害に対して防御を行い、即座に反応して修復することが容易になる。トランク帯域幅が末端間をつないで割り当てられているので、回線交換は、純粋にアドミッション制御を介して輻輳を管理する。しかしながら、パケットサービスは、ネットワークのサイズが増大するにつれてさらに複雑になるトラフィック及び輻輳の管理を必要とする。   This transition to packet services has presented managers and customers with special problems used in circuit-based operations. The circuit is “stateful” and is set up according to a specific route. Knowing these paths makes it easier for the carrier to defend against node and link failures and react and repair immediately. Since trunk bandwidth is allocated end to end, circuit switching manages congestion purely through admission control. However, packet services require more complex traffic and congestion management as the size of the network increases.

通信事業者は、技術にとらわれないサービス及びアプリケーションを求める。例えば、ボイス−オーバーIP(VoIP)の通信事業者は、IP呼が完了することを単純に望み、それがMPLS、イーサネット又はネイティブIPリンクのいずれを介して搬送されるかは気にしない。通信事業者はまた、例えばIMSを介して複数のサービスを制御して、同じアーキテクチャを介して将来のサービスを管理できることを望む。また、IP/MPLS、イーサネットPBT及び全ての光ネットワークなどの技術を利用する転送レイヤの統合が行われている。周波数帯の他端では、WiFi、ラジオアクセスネットワーク(RAN)、及びCPE装置などの技術により、ネットワークアクセス方法が多様化している。通信事業者は、オーセンティケーション、オーソリゼーション、及びアカウンティング(AAA)などの集中プロビジョニングプロセス、及びSLAに基づく加入者及びポリシー管理を実行している。これらのプロセスは、変化するニーズを満たすべく再利用又は再構成できる構築ブロックに基づくものである。   Telecom operators seek services and applications that are not bound by technology. For example, a voice-over-IP (VoIP) carrier simply wants an IP call to be completed and does not care whether it is carried over an MPLS, Ethernet or native IP link. Carriers also want to be able to control multiple services, eg via IMS, and manage future services via the same architecture. Further, integration of transfer layers using technologies such as IP / MPLS, Ethernet PBT, and all optical networks is performed. At the other end of the frequency band, network access methods are diversified by technologies such as WiFi, radio access network (RAN), and CPE devices. Carriers are performing centralized provisioning processes such as authentication, authorization, and accounting (AAA), and SLA-based subscriber and policy management. These processes are based on building blocks that can be reused or reconfigured to meet changing needs.

さらに、サービス指向インフラを貨幣化することに関して、正当なアクセスなどの規制基準の遵守が通信事業者に関わってくる。競合他社からのユーザデータの分離及びネットワーク情報の保護に関するセキュリティ問題もまた通信事業者に関わってくる。   In addition, compliance with regulatory standards, such as legitimate access, is involved in telecom operators regarding monetizing service-oriented infrastructure. Security issues related to the separation of user data from competitors and the protection of network information also involve carriers.

キャリアイーサネットは、通信事業者が自身のサービスを自身の最大の強みに位置付ける機会を提供する。小売客にとって、イーサネットは便利で使い易くコスト効率のよいパケット転送技術である。その顧客にサービス提供する通信事業者にとって、キャリアイーサネットは、IPサービスからVoIPにまで及ぶ付加価値サービスのレイヤを構築できる単純で有用な基礎を提供するための機会となる。キャリアイーサネットは転送にとらわれないので、通信事業者は、最高と思われるどのような方法においてもそのレイヤ0/1インフラを発展させ、又は増築するための完全な自由を有する。キャリアイーサネットは、卸売りサービスにおいても同様の価値を有する。サービスの段階としては、ダークファイバを開始して、その後にラムダが続くと思われ、次に例えば、同期光ネットワーキング(SONET)などのフレーム化したレイヤ1サービスが続く。的確なSLAのためのこれらの特性及びキャリアイーサネットのサポートは、レイヤ0/1技術のいずれの組合せを使用できるかに関わらず、単一のイーサネット仮想回線が通信事業者の主要都市及び長距離インフラにスパンできる無線バックホール及び類似のアプリケーションのための優れた基礎になる。   Carrier Ethernet offers operators the opportunity to position their services as their greatest strength. For retail customers, Ethernet is a convenient, easy-to-use and cost-effective packet transfer technology. For telecommunications carriers serving their customers, Carrier Ethernet provides an opportunity to provide a simple and useful foundation that can build a layer of value-added services ranging from IP services to VoIP. Since Carrier Ethernet is not tied to transport, operators have complete freedom to develop or add to their Layer 0/1 infrastructure in whatever way seems best. Carrier Ethernet has similar value in wholesale services. The service phase is likely to start with dark fiber, followed by lambda, followed by framed layer 1 services such as, for example, synchronous optical networking (SONET). These characteristics for accurate SLA and support for Carrier Ethernet are based on the fact that a single Ethernet virtual circuit can be used for a carrier's major cities and long-range infrastructure, regardless of which combination of Layer 0/1 technology can be used. It can be an excellent basis for wireless backhaul and similar applications.

イーサネットインターフェイスは、何年にも渡ってルータ及び他のパケット装置に使用されてきたが、ポイントツーポイントイーサネットの使命と「トラフィックトポロジー」の使命との間には大きな差がある。イーサネットは、ローカルエリアネットワーク(LAN)用の規格として開発され、キャリア動作に関する拡張性及び適合性の面で重要な問題を示した。単一のネットワークに存在できるバーチャルLAN(VLAN)の数に基づいてイーサネットを制限することにより、通信事業者が、非標準的な手段に訴えずに通信事業者が望むだけの多くの顧客をサポートすることが難しくなる。また、企業技術として、イーサネットは、SONETなどのキャリア技術に見られる運用、管理、及び保守(OA&M)機能を含まず、SONETの迅速なフェイルオーバ機能も提供しない。最後に、企業での動作にとって多くの場合プラグアンドプレイ動作が望ましい一方で、特に通信事業者が満たすべきSLAを有する場合、プラグアンドプレイ動作は、通信事業者にとってとりわけ重要な容易で自動化されたトラフィックエンジニアリングとなる。   Although Ethernet interfaces have been used for routers and other packet devices for many years, there is a significant difference between the mission of point-to-point Ethernet and the mission of “traffic topology”. Ethernet was developed as a standard for local area networks (LANs) and has shown significant problems in terms of scalability and compatibility with regard to carrier operation. By limiting Ethernet based on the number of virtual LANs (VLANs) that can exist on a single network, carriers can support as many customers as they want without resorting to non-standard means It becomes difficult to do. Further, as a corporate technology, Ethernet does not include the operation, management, and maintenance (OA & M) functions found in carrier technologies such as SONET, and does not provide a quick failover function for SONET. Finally, while plug-and-play operations are often desirable for enterprise operations, plug-and-play operations are particularly important for operators, especially when they have an SLA to meet. It becomes traffic engineering.

米国電気電子学会(IEEE)、ITU、インターネット技術標準化委員会(IETF)及びメトロイーサネットフォーラム(MEF)を含む、キャリアイーサネット問題に対処する数多くの規格グループが存在する。その活動は、単純なサービスインターフェイスからキャリアイーサネットエコシステムのためのアーキテクチャへと発展した、イーサネットにおけるサービスプロバイダの関心として拡大してきている。MEFは、キャリアイーサネットアーキテクチャのための5つの臨界属性を開発し、各エリアにおける完全なソリューションを開発すべく機能してきた。その主な要件は、(1)技術に関係のないサービス行為の抽象化の使用を通じた標準化サービス、(2)プロバイダにキャリアイーサネットへの投資から脱却するリスクがないことを保証するための、都市、国家及び地球規模にさえ及ぶ展開への拡張性、(3)イーサネットレイヤがより大きなネットワーク利用可能性に貢献することを確実にするための信頼性、(4)多くが管理されたQoS及び厳しいサービス品質保証制度を求める現在利用可能なすべてのサービス提案をキャリアイーサネットがサポートできることを確実にするためのQoS、及び(5)キャリアイーサネットをサービス及び動作プロセスにリンクできることを確実にするためのサービス管理、従って効果的かつ効率的な運用、管理、及び提供(OAM&P)をサポートすることである。   There are numerous standards groups that address the Carrier Ethernet problem, including the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), ITU, Internet Engineering Task Force (IETF), and Metro Ethernet Forum (MEF). Its activities have expanded as service provider interest in Ethernet evolved from a simple service interface to an architecture for the Carrier Ethernet ecosystem. MEF has developed five critical attributes for the Carrier Ethernet architecture and has worked to develop a complete solution in each area. Its main requirements are (1) standardized services through the use of non-technical service behavior abstractions, and (2) cities to ensure that providers are not at risk of moving away from carrier Ethernet investments. Scalability to national and even global deployments, (3) reliability to ensure that the Ethernet layer contributes to greater network availability, (4) much managed QoS and stringent QoS to ensure that Carrier Ethernet can support all currently available service proposals for service quality assurance schemes, and (5) Service management to ensure that Carrier Ethernet can be linked to services and operational processes , Thus supporting effective and efficient operation, management and provision (OAM & P) It is to be.

キャリアイーサネットは、今もなおその約束の1つ、すなわちスパニングツリー及びトラフィックエンジニアリングの問題からの救済を現実にする必要がある。イーサネットの基本スパニングツリープロトコル(STP)は、既にラピッドスパニングツリープロトコル(RSTP)及びマルチスパニングツリープロトコル(MSTP)に強化されているが、これらは、今もなおキャリアイーサネットネットワークのサイズ及び複雑さに関するデータプレーン及び制御プレーンの制約を生じる。規格グループ、プロバイダ、及び装置ベンダ間で論争が持ち上がるのがこの領域である。一方の側は、キャリアイーサネットの拡張としてPBTを推進し、他方は、転送MPLS(T−MPLS)と呼ばれるMPLSの変種を推進してきた。   Carrier Ethernet still needs to make one of its promises real, relief from spanning tree and traffic engineering issues. Ethernet Basic Spanning Tree Protocol (STP) has already been enhanced to Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) and Multi Spanning Tree Protocol (MSTP), which still data on the size and complexity of Carrier Ethernet networks. It creates plane and control plane constraints. It is in this area that disputes arise between standards groups, providers, and equipment vendors. One side has promoted PBT as an extension of Carrier Ethernet, and the other has promoted a variant of MPLS called Transport MPLS (T-MPLS).

PBTは、他のキャリアイーサネット技術から発展したものであり、多くのキャリアイーサネット製品に容易に導入される。PBTは、適応的及び比較的予測ができないIP動作を避ける「IP下の」サービスフレームワークであり、これを活用して既存のソリューションと比べて低いコストで高価値サービスを配信することができる。PBTはIEEE802.1に基づいて構築され、提供されるポイントツーポイントトンネルの使用をサポートして、イーサネットライン(E−LINE)、イーサネットLAN(E−LAN)、又はイーサネットツリー(E−TREE)サービスの断片をリンクするレイヤ2VPNの要素をリンクする。PBTでは、スパニングツリー更新の発生が抑えられる。この結果、ブリッジングテーブルを構築するための制御プレーンの動作が存在しない。代わりに、外部管理システムを使用してブリッジングテーブルが構築される。PBTがイーサネット技術への拡張であるように、T−MPLSはルータ技術への拡張である。しかしながら、通常、ルータはイーサネットスイッチよりも高価である。従って、ネットワークが未だにルーティングをサポートしていない場合、PBTの方が実装コストが低い。   PBT has evolved from other Carrier Ethernet technologies and is easily introduced into many Carrier Ethernet products. PBT is an “under IP” service framework that avoids adaptive and relatively unpredictable IP behavior, and can be used to deliver high value services at a lower cost compared to existing solutions. PBT is built on IEEE 802.1 and supports the use of point-to-point tunnels provided, Ethernet line (E-LINE), Ethernet LAN (E-LAN), or Ethernet tree (E-TREE) services Layer 2 VPN elements that link the fragments. In PBT, the occurrence of spanning tree update is suppressed. As a result, there is no control plane operation for building the bridging table. Instead, the bridging table is built using an external management system. Just as PBT is an extension to Ethernet technology, T-MPLS is an extension to router technology. However, routers are usually more expensive than Ethernet switches. Therefore, if the network does not yet support routing, the implementation cost of PBT is lower.

PBTをサービス要素の基礎とするためには、オープン制御プレーンの一部であることが必要となる。通信事業者は、PBT専用のさらに別の制御プレーンを望まない。プロバイダは、IPなどの他のネットワーク技術と互換性のあるオープン制御プレーン構想を望む。しかしながら、この移行に逆らうことは、装置ベンダのシステム内の制御プレーンを低コストの競合他社に対する障壁にしておくための装置ベンダの要望である。PBTは、低コスト、ハイタッチの代替案として出現してきたが、通信事業者は既にMPLSを採用し、これをサポートするための装置に投資を行っている。   In order for PBT to be the basis of a service element, it needs to be part of an open control plane. The carrier does not want a further control plane dedicated to PBT. Providers want an open control plane concept that is compatible with other network technologies such as IP. However, countering this transition is the desire of equipment vendors to keep the control plane in the equipment vendor's system a barrier to low cost competitors. PBT has emerged as a low-cost, high-touch alternative, but carriers have already adopted MPLS and are investing in equipment to support it.

PBTは、ポリシーのないデータプレーンとして動作する。従って、通信事業者のビジネスポリシー(すなわち、プロバイダ間、及びプロバイダとその顧客との間の関係)により、ネットワークポリシーを定めるべきである。ビジネスポリシーは、ネットワーク内を下方に流れるべきである。自然な順序としては、各々が自分のポリシーをネットワーク内に押し込みながらビジネスパーティ間で契約を達成することである。現在のところ、この情報のフローを実現する抽象化は存在しない。さらに悪いことには、今日のプロトコルは、ネットワークレイヤにおいてビジネスポリシーの交換を必要とする。   The PBT operates as a data plane without a policy. Therefore, network policies should be defined by the carrier's business policy (ie, the relationship between the provider and between the provider and its customers). Business policies should flow down the network. A natural order is to achieve a contract between business parties, each pushing their policies into the network. At present, there is no abstraction that implements this information flow. To make matters worse, today's protocols require the exchange of business policies at the network layer.

PBT及びT−MPLSは、共通して様々なアプローチを有し、その技術的機能は実質的に同じである。キャリアイーサネットフレームワークに対して提案される拡張は両方ともにプロバイダバックボーンブリッジング(PBB)の代替案を作成する。両方ともに特定の「エッジ」を有し、特別な内部動作を伴うネットワーク内ネットワークを形成する。また両方ともに、通常のトポロジー更新メッセージ以外の何かに基づいて、より管理しやすい制御プレーンアーキテクチャを作成する。PBT及びT−MPLSの支持者もまた、汎用MPLS(GMPLS)制御プレーンアーキテクチャを使用すべきであること、及び特に重要なこととして、プロバイダパケットネットワークのレイヤ2として接続指向転送技術レイヤを存在させる必要があることに同意する。   PBT and T-MPLS have various approaches in common and their technical functions are substantially the same. Both proposed extensions to the Carrier Ethernet framework create an alternative to provider backbone bridging (PBB). Both have specific “edges” and form an intra-network network with special internal operations. Both also create a more manageable control plane architecture based on something other than normal topology update messages. Supporters of PBT and T-MPLS should also use a general purpose MPLS (GMPLS) control plane architecture, and most importantly, there must be a connection-oriented transport technology layer as layer 2 of the provider packet network Agree that there is.

両方のアーキテクチャの制御プレーンとしてのGMPLSの役割は、光ルーティングの制御プレーンとしてのそのルーツに由来する。光学装置はトポロジー情報を交換しないので、GMPLSは、トポロジーを学ぶために標準的な発見プロトコルを使用して別々の制御プレーンレイヤを通じてこの情報を集めることができると仮定する。次に、この結果がより低いレイヤの方へ下方にフィードされて、トポロジーを更新する結果となる条件の著しい制御を可能にする接続動作を操作する。IP/MPLSに対して既に使用したものなどの、より高いレイヤの制御プレーン交換からトポロジー認識を得ることもできる。GMPLSに対する重要要件は、下にあるトポロジーを正確に表すことができるような、制御プレーン及びデータプレーンにおけるノードとトランクとの間の相関性である。PBT/T−MPLSの論争は、独立したより高いレベルの制御プレーンによるトポロジー及び構成管理の問題が、一般に経営者にとって重要である現れと言うことができる。   The role of GMPLS as the control plane for both architectures stems from its roots as the control plane for optical routing. Since optical devices do not exchange topology information, GMPLS assumes that this information can be gathered through separate control plane layers using standard discovery protocols to learn the topology. This result is then fed down towards the lower layers to manipulate the connect operation that allows significant control of the conditions that result in updating the topology. Topology awareness can also be obtained from higher layer control plane exchanges, such as those already used for IP / MPLS. An important requirement for GMPLS is the correlation between nodes and trunks in the control and data planes so that the underlying topology can be accurately represented. The PBT / T-MPLS controversy can be said that the problem of topology and configuration management with independent higher level control planes is generally important to managers.

キャリアイーサネットは、ITUリコメンデーションG.8031 SG15において標準化されたIEEE802.1agOA&M接続性障害管理機能及びイーサネット保護スイッチングを含むあらゆるイーサネットOAM&P拡張を継承する。前者は、フレーム損失、遅延及びジッター情報、並びにサービス利用可能性及び利用情報を提供する。内部的に追跡するのが難しいMPLSラベルスイッチパス(LSP)とは異なり、トラブルシューティングのためにキャリアイーサネット経路を追跡することができ、また、このキャリアイーサネット経路は適応型経路指定の変更によって影響を受けない。このため、必要に応じてフェイルオーバ経路を事前に計算できるようになる。PBTと共にこれらの機能は、キャリアイーサネットサービスのためのことのほか厳しいSLAを書くことができ、これにより、IP及びMPLSに基づく企業サービスに関する主なプロバイダの問題の1つが解決される。同様に、キャリアイーサネットの迅速な自動化された障害検出により、ネットワーク問題が発生するとすぐに通知される。   Carrier Ethernet is the ITU recommendation G.I. Inherits all Ethernet OAM & P extensions including IEEE 802.1ag OA & M connectivity fault management functions and Ethernet protection switching standardized in 8031 SG15. The former provides frame loss, delay and jitter information, as well as service availability and usage information. Unlike MPLS label switch path (LSP), which is difficult to track internally, the Carrier Ethernet path can be tracked for troubleshooting purposes, and this Carrier Ethernet path can be affected by adaptive routing changes. I do not receive it. For this reason, the failover route can be calculated in advance as necessary. Together with PBT, these functions can write strict SLA as well as for Carrier Ethernet services, which solves one of the major provider problems for enterprise services based on IP and MPLS. Similarly, the rapid automated failure detection of Carrier Ethernet will notify you as soon as a network problem occurs.

IEEE802.1Qayに規定されているPBTトラフィックエンジニアリング(PBB−TE)は、先進的なキャリアイーサネットを支援する技術である。PBB−TEは、決定論的性能特性を有する時分割多元接続(TDM)回線のようなサービスをサービスプロバイダが提供できるようにする接続指向イーサネットトンネルの作成を可能にする。このPBB−TEは、まさにイーサネットのコストの点において、現在(MPLSなどの)トンネリング技術によって導入されている機能を満足させ、或いは越えるように設計され、単純化した制御及び管理を含む。PBB−TEは、ブロードキャスティング、メディアアクセス制御(MAC)アドレスラーニング及びスパニングツリー機能などのいくつかのイーサネットの特徴を、新規の複雑/高価なネットワーク技術を導入することなく効果的に「無効」にすることにより、既存のスイッチから接続指向転送モードを引き出す。しかしながら、(1)PBB−TE装置における制御プレーンの欠如、及び(2)PBB−TEの下で全ての種類のビジネスサービスをサポートする必要性、が生じた際にはいくつかの障害を取り除く必要がある。   PBT traffic engineering (PBB-TE) defined in IEEE 802.1Qay is a technology that supports advanced carrier Ethernet. PBB-TE enables the creation of connection-oriented Ethernet tunnels that allow service providers to provide services such as time division multiple access (TDM) circuits with deterministic performance characteristics. This PBB-TE is designed to satisfy or exceed the functions currently introduced by tunneling technology (such as MPLS), just in terms of Ethernet costs, and includes simplified control and management. PBB-TE effectively “disables” several Ethernet features such as broadcasting, media access control (MAC) address learning, and spanning tree functionality without introducing new complex / expensive network technologies. By doing so, the connection-oriented transfer mode is extracted from the existing switch. However, some obstacles need to be removed when (1) lack of control plane in PBB-TE equipment and (2) need to support all kinds of business services under PBB-TE. There is.

図2は、従来技術の例示的なE−LANサービス展開をE−LANインスタンス200a及びネットワークトポロジー200bの形で示すネットワーク図である。E−LANサービスは、単一ブリッジした企業LAN210という認識を作り上げる通信事業者の基幹回線を介して、異なる顧客サイトにあるLAN201〜206を接続するマルチポイントツーマルチポイントサービスである。例えば、顧客ネットワーク201〜206は、顧客エッジ(CE)スイッチCE1〜CE6において接続回線(AC)AC1〜AC6によりPBBネットワーク210のプロバイダエッジ(PE)スイッチPE1〜PE3に接続される。個々の顧客ネットワーク201〜206にとって、プロバイダネットワーク210は、CE装置を取り付けた単一のLANにように見える。   FIG. 2 is a network diagram illustrating an exemplary prior art E-LAN service deployment in the form of an E-LAN instance 200a and a network topology 200b. The E-LAN service is a multipoint-to-multipoint service that connects the LANs 201 to 206 at different customer sites via a trunk line of a communication carrier that creates recognition as a single-bridge corporate LAN 210. For example, customer networks 201-206 are connected to provider edge (PE) switches PE1-PE3 of PBB network 210 by connection lines (AC) AC1-AC6 at customer edge (CE) switches CE1-CE6. To the individual customer networks 201-206, the provider network 210 appears to be a single LAN with CE devices attached.

顧客ネットワーク201〜206のグループは、プロバイダネットワーク210において別個のそれぞれのE−LANインスタンス230、240に属することができる。例えば、顧客ネットワーク201、202及び205はE−LANインスタンス230に属し、顧客ネットワーク203、204及び206はE−LANインスタンス240に属する。いくつかのE−LAN230、240にわたって分離を維持するために、個々のインスタンスが、イーサネットバーチャルスイッチインスタンス(EVSI)235、245に関連付けられる。宛先MACアドレスの検索に基づいてフレームを転送する役割を担う入り口PEにより、EVSIのインスタンス情報が、関連するPEスイッチにおいて保持及び処理される。   The group of customer networks 201-206 can belong to a separate respective E-LAN instance 230, 240 in the provider network 210. For example, customer networks 201, 202 and 205 belong to E-LAN instance 230, and customer networks 203, 204 and 206 belong to E-LAN instance 240. In order to maintain isolation across several E-LANs 230, 240, individual instances are associated with Ethernet virtual switch instances (EVSI) 235, 245. EVSI instance information is held and processed in the associated PE switch by the ingress PE responsible for forwarding frames based on the search for the destination MAC address.

全ての遠隔サイトに対してエニーツーエニー接続を実現するために、ELANインスタンス230、240の全てのEVSI235、245が、PBB−TEトランク(PT)PT1〜PT3のフルメッシュを介して接続される。EVSIは、(PT1〜PT3及びAC1〜AC6などの)バーチャル及び物理ポートに接続された知的学習を行うイーサネットブリッジに類似する。例えば、PE1におけるEVSI235はAC1を介してCE1に、PT1及びPT2を介してPE2及びPE3におけるEVSI235にそれぞれ接続される。個々のPEにおけるEVSI235、245は、宛先MACアドレス及び関連するポート又はPTをマッピングするMACアドレス転送テーブルを構築し、保持する。ポートに、或いはPTを介して到来するフレームのソースMACアドレスを調査することにより、及び転送テーブルにおける対応するエントリを作成することにより、学習プロセスが行われる。   In order to achieve any-to-any connection to all remote sites, all EVSIs 235, 245 of ELAN instances 230, 240 are connected via a full mesh of PBB-TE trunks (PT) PT1-PT3. EVSI is similar to an Ethernet bridge that performs intelligent learning (such as PT1-PT3 and AC1-AC6) connected to virtual and physical ports. For example, EVSI 235 in PE1 is connected to CE1 via AC1, and to EVSI 235 in PE2 and PE3 via PT1 and PT2. EVSIs 235, 245 at individual PEs build and maintain a MAC address forwarding table that maps destination MAC addresses and associated ports or PTs. The learning process takes place by examining the source MAC address of the frame that arrives at the port or via the PT and by creating a corresponding entry in the forwarding table.

所定のPEスイッチにおける転送メカニズム及びフレーム処理は、ポートで受信したフレーム(AC)及びバーチャル回線で受信したフレーム(PT)という2つのシナリオを含む。入口PEにあるACのうちの1つにおいて遠隔サイト宛てのサービスフレームを受信した場合、これを処理して物理(AC)又はバーチャル(PT)転送回線のいずれかの出力回線を決定し、遠隔サイトに到達させる。これは、入力ポートのE−LANサービスインスタンス230、240に関連付けられたMAC転送テーブルにおいて宛先MACアドレスを検索することにより行われる。見つかった場合、フレームは適切にカプセル化され、PBBネットワーク210を通じてリモートPE又は他のACへ転送される。一致が存在しない場合、フレームは、物理(AC)及びバーチャル(PT)の両方の接続回線全てにフラッディングされる。また、存在しないか、或いはタイマが既存のテーブルエントリに更新された場合、受信したフレームのソースMACアドレス及び入力回線が追加される。   The forwarding mechanism and frame processing in a given PE switch includes two scenarios: a frame received at a port (AC) and a frame received at a virtual circuit (PT). When one of the ACs at the ingress PE receives a service frame addressed to a remote site, it processes this to determine the output line of either a physical (AC) or virtual (PT) transfer line, and the remote site To reach. This is done by searching for the destination MAC address in the MAC forwarding table associated with the E-LAN service instance 230, 240 of the input port. If found, the frame is properly encapsulated and forwarded through the PBB network 210 to the remote PE or other AC. If there is no match, the frame is flooded to all physical (AC) and virtual (PT) connections. If the timer does not exist or the timer is updated to an existing table entry, the source MAC address and input line of the received frame are added.

例えば、ノードAがノードBへトラフィックを送信した場合、フレームはCE1からAC1を介してPE1に到達する。PE1は、ノードBのMACアドレスを求めてE−LANサービスインスタンス230のMACアドレステーブルを検索する。ノードBのMACアドレスが見つからない場合、フレームは、PT1を介してPE1からPE2に、PT2を介してPE1からPE3にフラッディングされる。遠隔サイト宛てのサービスフレームをPTにおいて受信した場合、フレーム処理は、物理ポートにおいて受信したものと同様であるが、フラッディングは物理ACに対してのみに限定される。この限定されたフラッディングは、バーチャルリンクでフラッディングを行った場合に発生する転送ループを防ぐためのものである(すなわちスプリットホライズン)。   For example, when node A transmits traffic to node B, the frame reaches PE1 from CE1 via AC1. PE1 searches the MAC address table of E-LAN service instance 230 for the MAC address of Node B. If the Node B MAC address is not found, the frame is flooded from PE1 to PE2 via PT1 and from PE1 to PE3 via PT2. When a service frame addressed to a remote site is received at the PT, the frame processing is the same as that received at the physical port, but flooding is limited to the physical AC only. This limited flooding is to prevent a forwarding loop that occurs when flooding is performed on a virtual link (ie, split horizon).

PE2からPE1へのPT1においてノードAのMACアドレスでフレームを受信した場合、PE1は、ノードAのMACを求めてE−LANサービスインスタンス230のMACアドレステーブルを検索する。一致が存在しない場合、フレームは、全ての物理ポート(AC)を介してフラッディングされ、PTのいずれにおいてもフラッディングは行われない。この場合、このフレームは、CE1に接続されたAC1及びAC4にフラッディングされる。ブロードキャストトラフィックの処理は、接続回線から受信したフレームを全ての接続回線及びPTにおいて送信するフラッディングと同様である。リモートPEは、受信したブロードキャストフレームを、そのE−LANインスタンスに関連する全てのACにおいてさらにフラッディングする。ユニキャストフレーム処理と同様に、PTを介して受信したフレームは、転送ループを避けるために他のPTを介して送信されることはない(すなわちスプリットホライズン)。   When a frame is received with the MAC address of node A in PT1 from PE2 to PE1, PE1 searches the MAC address table of E-LAN service instance 230 for the MAC of node A. If there is no match, the frame is flooded through all physical ports (AC) and no flooding is performed on any of the PTs. In this case, this frame is flooded to AC1 and AC4 connected to CE1. Broadcast traffic processing is the same as flooding in which a frame received from a connection line is transmitted on all connection lines and PTs. The remote PE further floods the received broadcast frame in all ACs associated with that E-LAN instance. Similar to unicast frame processing, frames received via PTs are not sent via other PTs (ie, split horizon) to avoid forwarding loops.

図3は、IEEE、ITU、IETF、及びMEFが作り出した規格の下で作成されたネットワーク構造を示す抽象化ブロック図である。光及びイーサネット装置のプロバイダネットワーク(図示せず)が、メトロ310、ワイドエリアコア320及びバックホール330において物理的インフラを作成する。これを通じて、転送抽象化340は、基本的な技術における違いを隠し、ポイントツーポイント、マルチポイント及び1対多サービスの構築を容易にする。これらのサービスの中には、(マネージドサービス350のように)直接エンドユーザに販売されるものもあれば、(第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)、4GPP、IMS360などのように)音声362、ストリーミング364、IPテレビ(IPTV)370、ブロードバンドインターネット380、及び卸売りサービス390などのその他のアプリケーションをサポートする「サービスインフラ」のための土台を形成するものもある。   FIG. 3 is an abstract block diagram illustrating a network structure created under standards created by IEEE, ITU, IETF, and MEF. A provider network (not shown) of optical and Ethernet devices creates a physical infrastructure in metro 310, wide area core 320 and backhaul 330. Through this, the transfer abstraction 340 hides the differences in basic technology and facilitates the construction of point-to-point, multipoint and one-to-many services. Some of these services are sold directly to end users (like the managed service 350), others are voice 362, streaming (like the 3rd Generation Partnership Project (3GPP), 4GPP, IMS 360, etc.) Some form the basis for a “service infrastructure” that supports other applications such as 364, IPTV (370), broadband Internet 380, and wholesale services 390.

制御プレーンの基本的なタスクは、現在のネットワークの状態に基づくサービスに関連付けられたネットワークポリシーを実行することである。初期のIPネットワークでは、制御プレーンが回線カードに統合されていた。IPネットワークにおける単純な分散制御プレーンがIPネットワークの急速な成長を可能にした。しかしながら、ネットワークのトラフィック及びサイズが増加するにつれて、制御プレーンを転送プレーンから分離する最初の段階において、制御プレーンは別の処理カードに移動されたが、依然としてルータに統合されたままであった。   The basic task of the control plane is to execute the network policy associated with the service based on the current network state. In early IP networks, the control plane was integrated into the line card. A simple distributed control plane in an IP network has allowed rapid growth of the IP network. However, as the network traffic and size increased, in the first stage of separating the control plane from the forwarding plane, the control plane was moved to another processing card, but still integrated into the router.

ネットワークのサイズが大きくなり続けるにつれて、制御プレーンの複雑さが劇的に増加し、分散自律型制御プレーンの根底にある基本的仮説がもはや持ちこたえられなくなった。幅広いトラフィックの種類に渡って保証されたSLAを含む予測可能なサービスをコスト効率のよい方法で提供するために、ネットワークを階層ドメインに区分して、インターネットゲートウェイプロトコル(IGP)に関連付けられた制御プレーン処理の限界を克服した。外部ゲートウェイプロトコル(EGP)による拡張性の限界を克服するために、ルートリフレクタを導入した。ルートリフレクタは、本来ユーザポートを備えていないルータであったが、これらは、ルータ及びスイッチから離れて制御プレーンを動かす際の第2のステップを占める。しかしながら、複数のネットワークポリシーを含む複数のサービスという理由から、ネットワーク(又は複数のネットワーク)全体のより包括的かつ全体論的視野が必要である。   As the size of the network continues to grow, the complexity of the control plane has increased dramatically and the basic hypotheses underlying the distributed autonomous control plane can no longer be held. A control plane associated with the Internet Gateway Protocol (IGP) that divides the network into hierarchical domains to provide predictable services including guaranteed SLA across a wide range of traffic in a cost-effective manner Overcame processing limitations. In order to overcome the limitations of extensibility due to the external gateway protocol (EGP), a route reflector was introduced. Route reflectors were originally routers that did not have user ports, but these account for the second step in moving the control plane away from the routers and switches. However, a more comprehensive and holistic view of the entire network (or multiple networks) is needed because of multiple services that include multiple network policies.

図4Aは、本発明による例示的な実施形態のプロバイダネットワークコントローラ(PNC)402を含む図1CのNGNアーキテクチャ100cを示す抽象化ブロック図である。PNC402は、今日発展途上のネットワークインフラ100cに渡ってサービスを構築する際の諸問題に対処し、包括的な最先端のマルチレイヤ、マルチベンダ動的制御プレーンを提供し、キャリアイーサネット、PBT、MPLS、T−MPLS、光及び統合ネットワーキングプラットフォームを含む複数の転送技術のためのサービス活動及びレイヤ0−2管理ツールを実行する。PNC402は技術にとらわれず、単一の又は複数のスイッチ技術を含むことにより、転送ドメインの技術及び構造の複雑さを隠すとともにテレマネージメントフォーラム(TMF)及びIPスフィアなどの抽象化を介してリソース側をサポートする役割を果たすネットワークのために設計される。PNC402は、IP、イーサネット及び光を含む基本的な技術のための共通制御フレームワークを提供し、異なるネットワーク技術間の移行を可能にする。ソフトウェアベースのシステムのように、制御プレーンは完全に自動化される。   FIG. 4A is an abstract block diagram illustrating the NGN architecture 100c of FIG. 1C including an example embodiment provider network controller (PNC) 402 according to the present invention. PNC 402 addresses the challenges of building services across today's developing network infrastructure 100c, provides a comprehensive, state-of-the-art multi-layer, multi-vendor dynamic control plane, Carrier Ethernet, PBT, MPLS Perform service activities and layer 0-2 management tools for multiple transport technologies, including T-MPLS, optical and integrated networking platforms. PNC 402 is technology independent and includes single or multiple switch technologies to conceal the complexity of the transport domain technology and structure and to the resource side via abstractions such as TeleManagement Forum (TMF) and IP Sphere. Designed for networks that play a supporting role. The PNC 402 provides a common control framework for basic technologies including IP, Ethernet, and optical, and allows transitions between different network technologies. Like software-based systems, the control plane is fully automated.

PNC402は、サービス指向アーキテクチャ(SOA)インターフェイスを提供して、卸売りサービス及び小売りサービスの両方をサポートするように明確に設計された転送オブジェクトをきれいに抽象化することにより、NGNアーキテクチャにおける転送ドメイン150の物理ネットワークと、制御ドメイン140のソフトウェアインフラとの間のギャップをブリッジする。MPLS及びPBTの両方に横たわる抽象化レイヤを提供することにより、必要に応じてMPLS又はPBTのいずれかにサービスをマッピングすることができる。さらに、PNC402は、フラグデイシナリオ(すなわち、主要部分がかなり大きなソフトウェア又はデータの完全な再スタート又は変換)を伴わずにMPLSからPBTへのシームレスな移行を可能にする。PNC402は、ビジネスレイヤ140とネットワークレイヤ150との間のAPIとして位置し、ビジネスポリシーをネットワークポリシーに翻訳することにより、この情報が流れるようにする。   The PNC 402 provides a service-oriented architecture (SOA) interface to cleanly abstract forwarding objects that are specifically designed to support both wholesale and retail services, thereby enabling the physical nature of the forwarding domain 150 in the NGN architecture. Bridging the gap between the network and the software infrastructure of the control domain 140. By providing an abstraction layer that lies on both MPLS and PBT, services can be mapped to either MPLS or PBT as needed. Furthermore, PNC 402 allows for a seamless transition from MPLS to PBT without a flagday scenario (ie, a complete restart or conversion of software or data that is significantly larger in size). The PNC 402 is located as an API between the business layer 140 and the network layer 150, and translates the business policy into a network policy so that this information flows.

PNC402が処理できる上位レイヤアプリケーションサービスの例にIMSがある。最高レベルにおいて、IMSは、いずれかの利用可能なフルメッシュパケット転送対応ネットワーク技術を通じて2つのゲートウェイ間のポイントツーポイントユーザセッションを単純に確立する(すなわち、IMSは、MPLS、ネイティブIP及びPBTなどの基本的な転送技術に関しては気にしない)。主な要素はSLAであり、従ってアプリケーションはリソース重視型である。PNC402は、IMSリソース受付制御機能セッション重視型要素にAPIを提供し、最適な転送要素を選択し、ネットワークを設定し、望まれる動作を遵守するために実際の特徴をモニタすることができる。   IMS is an example of an upper layer application service that can be processed by the PNC 402. At the highest level, IMS simply establishes a point-to-point user session between two gateways through any available full mesh packet forwarding capable network technology (ie, IMS, such as MPLS, native IP and PBT). I don't care about basic transfer technology). The main element is SLA, so the application is resource oriented. The PNC 402 can provide APIs to IMS resource admission control function session-oriented elements, select the optimal forwarding elements, configure the network, and monitor actual features to comply with desired behavior.

PNC402における経路計算は、経路計算モジュール(PCM)405により行われる。PCM405は、例えば、(単一スレッドの)基本構成の形の100ノードネットワークにおいて1秒当たり3000フローをルーティングできる高度に最適化されたマルチスレッドモジュール405である。PCM405の主なタスクは、ネットワークトポロジーにトラフィックエンジニアリング規則及びネットワークポリシーを適用して、個々のサービスをネットワーク全体に渡って最適にルーティングすることである。PCM405は、ネットワーク内でルーティングされた全てのフローを追跡し続ける。PCM405はまた、この要素を介してルーティングされたフローの個々のノード及びリンクに関するデータ、並びにこの要素の関連する容量、利用率、及び性能指標を記憶したデータベース407も保持する。   The route calculation in the PNC 402 is performed by a route calculation module (PCM) 405. The PCM 405 is a highly optimized multi-thread module 405 that can route 3000 flows per second, for example, in a 100 node network in the form of a basic configuration (single thread). The main task of PCM 405 is to apply traffic engineering rules and network policies to the network topology to optimally route individual services across the network. PCM 405 keeps track of all flows routed in the network. The PCM 405 also maintains a database 407 that stores data regarding individual nodes and links of flows routed through this element, as well as the associated capacity, utilization, and performance metrics of this element.

図4Bは、PNC402が提供する抽象化レイヤを示す抽象化ブロック図である。ネットワーク技術440に基づいてサービス430が定められる。次に、PNC402はレガシーサービス定義をエミュレートするとともにネットワーク技術440に関係のない新しいサービスを定めることにより、プロバイダ間サービスとサービス管理及び機能アプリケーションとの統合を容易にする。PNC402は、仮想リソース抽象化460の上に重ねられたサービス直面API450を提供する。リソース抽象化460は、ネットワークにおけるリソースの抽象化動作を記述して、利用可能なリソースにサービス要件をマッピングできるようにする。動作マネージャ470は、仮想リソースをネットワーク技術に最適な方法でマッピングする。例えば、IPを介して低リソース集約アプリケーションを搬送してもよく、さらに要求の厳しいアプリケーションがMPLSを使用してもよい。アクセスネットワークにおいてイーサネット又はPBTを使用してもよく、或いは高帯域幅サービスの場合、利用可能であれば全て光のリンクを選択してもよい。   FIG. 4B is an abstract block diagram showing an abstraction layer provided by the PNC 402. A service 430 is defined based on the network technology 440. PNC 402 then emulates legacy service definitions and defines new services unrelated to network technology 440 to facilitate integration of inter-provider services with service management and functional applications. The PNC 402 provides a service facing API 450 that is layered on top of the virtual resource abstraction 460. Resource abstraction 460 describes resource abstraction behavior in the network so that service requirements can be mapped to available resources. The behavior manager 470 maps virtual resources in a way that is optimal for network technology. For example, low resource aggregation applications may be carried over IP, and more demanding applications may use MPLS. Ethernet or PBT may be used in the access network, or for high bandwidth services, all optical links may be selected if available.

再度図4Aを参照すると、PNC402は、現在の分散制御プレーンの実施構成に伴う根本的な技術的問題を克服する。従来の静的サービスの提供とは異なり、PNC402は、SLAの遵守並びにネットワーク障害を継続的にモニタし、以前からパケットベースの技術で可能となっていたものよりも高いレベルのネットワーク信頼性及び効率を提供するネットワークリソースのコミットメントを最適化する。PNC402は、標準的なSOAベースのインターフェイスを介したOSSサービス430/制御レイヤからの複数のリソース要求の間に立って調停を行う。PNC402は、ネットワークの利用可能な及び使用中の容量を動的にモデル化し、顧客及び通信事業者のQoS及びポリシー要件のモデル化に基づいて最も効率的な経路を選択する。PNCによって数多くの利点が提供され、これらには、(1)ハードウェアの限界の排除、(2)革新に関するベンダの限界の排除、(3)制御プレーンのロバスト性の強化、及び(4)エンド顧客カスタマイゼーション及びプログラム可能性サービスが含まれる。   Referring again to FIG. 4A, the PNC 402 overcomes the fundamental technical problems associated with current distributed control plane implementations. Unlike traditional static service delivery, the PNC 402 continually monitors SLA compliance and network failures, providing a higher level of network reliability and efficiency than previously possible with packet-based technology. Optimize network resource commitment to provide The PNC 402 arbitrates between multiple resource requests from the OSS service 430 / control layer via a standard SOA-based interface. The PNC 402 dynamically models the available and in-use capacity of the network and selects the most efficient path based on modeling of customer and carrier QoS and policy requirements. PNC offers a number of benefits, including (1) eliminating hardware limitations, (2) eliminating vendor limitations on innovation, (3) enhancing control plane robustness, and (4) end. Customer customization and programmability services are included.

高度なスイッチング及びルーティング製品は、従来技術の価格/性能の状態を達成するためにカスタマイズしたハードウェア開発を必要とする。これには長い開発サイクルを要する。製品のための制御プレーン用の処理エンジンの選択は、プラットフォームハードウェア及びソフトウェアに統合する必要があるという理由で、開発サイクルの早期に行われる。この結果、この製品が導入された場合、通常、制御プレーンプロセッサは汎用コンピュータプラットフォームに比較してすでに旧式となり、このことはムーアの法則を厳密にたどり、汎用コンピュータプラットフォームの価格/性能を絶えず向上させる。統合制御プレーンプロセッサにより多くのメモリを追加するような簡単なタスクが、しばしばハードウェアのアップグレードを必要とし、多くの場合、システム全体の完全な大がかりなアップグレードを必要とする。これにより、顧客が新しいハードウェアを購入することにより新しい機能にお金を支払うという、業界におけるモデルが作成されてきた。   Advanced switching and routing products require customized hardware development to achieve the state of the art price / performance. This takes a long development cycle. The selection of the processing engine for the control plane for the product occurs early in the development cycle because it needs to be integrated into the platform hardware and software. As a result, when this product is introduced, the control plane processor is usually obsolete compared to a general purpose computer platform, which closely follows Moore's Law and continually improves the price / performance of general purpose computer platforms. . Simple tasks such as adding more memory to an integrated control plane processor often require hardware upgrades, and often require a complete major upgrade of the entire system. This has created a model in the industry where customers pay for new features by purchasing new hardware.

PNC402は、汎用コンピュータプラットフォームで実行されるソフトウェアに基づく別個の制御プレーンとして、これらの限界を排除する。制御プレーンのリソースは、転送プレーンにおけるハードウェア設計点により制限されることなく、コンピュータ機能におけるムーアの法則による向上をたどることができる。転送プレーンのハードウェアを更新することではなく、追加の処理及びメモリリソースを追加することにより、スケーリングが行われる。機能は、新しいハードウェアとしてではなく機能として購入される。また、統合制御プレーンプロセッサによりもたらされるリソース限界に陥ることなく、きめ細かいポリシー制御を実行することができる。   The PNC 402 eliminates these limitations as a separate control plane based on software running on a general purpose computer platform. Control plane resources can be traced to Moore's Law in computer functions without being limited by hardware design points in the forwarding plane. Rather than updating the forwarding plane hardware, scaling is done by adding additional processing and memory resources. Functions are purchased as functions, not as new hardware. Also, fine-grained policy control can be performed without falling into the resource limits brought about by the integrated control plane processor.

業界における革新は、ネットワーク内の全てのベンダが、通常ハードウェアのアップグレード又は交換を必要とする相互運用可能なソリューションを実行するまで顧客が新しい機能を導入できないという「最小公分母」効果によって抑え込まれてきた。唯一の代替案は、顧客が、望む機能を得るために単一のベンダから全ての装置を購入することを強いられると同時に、そのベンダが実行していない他の望む機能をあきらめるという「勝者独り占め」のアプローチであった。PNC402における別個の制御プレーンにより、多くの機能を制御プレーンのソフトウェア自体において実行することができ、転送プレーンのハードウェアに関係なくサービスを受けることができる。さらに、PNC402は、他の方法では不可能なシームレスサービスを可能にするベンダ間の実施構成における違いを調停する。これは、ソフトウェアベースの実施構成であるという理由で、長期の転送プレーンのハードウェア開発サイクルに関係しないことにより、新しいサービス及び機能を通じて、機能の速度、及び新しい収益を伸ばすための能力が大きく増大する。   Industry innovation is constrained by the “lowest common denominator” effect that prevents all vendors in the network from introducing new features until they run an interoperable solution that typically requires hardware upgrades or replacements. It has been rare. The only alternative is that the customer is forced to purchase all equipment from a single vendor to obtain the desired functionality, while giving up other desired functionality that the vendor does not perform. Was the approach. A separate control plane in the PNC 402 allows many functions to be performed in the control plane software itself and can be serviced regardless of the forwarding plane hardware. In addition, the PNC 402 mediates differences in vendor-to-vendor implementations that enable seamless services that would otherwise be impossible. Because it is a software-based implementation, it is not related to the long-term forwarding plane hardware development cycle, thereby greatly increasing the speed of function and the ability to grow new revenue through new services and functions. To do.

PNC402は、転送プレーンベースの異常及び攻撃から制御プレーンを保護する。PNC402は、プロバイダ間サービスにおいてますます重要になってくる内部ネットワークインフラを容易に隠す能力を提供する。PNC402はまた、主なネットワーク障害の原因である、転送プレーンの輻輳が問題を解決するために制御プレーンの動作に影響を及ぼすことも防ぐ。制御プレーンの冗長性/復元力という選択肢を転送プレーンの構成とは別に構成できるので、PNC402はまた、制御プレーンがより多くの冗長性及び復元力という選択を行えるようにし、これにより、実質的に低コストで高レベルの利用可能性が実現する。例えば、制御プレーンを、転送プレーンの構成に関係なく1:1、1:N、M:N、他の組み合わせなどで構成することができる。   The PNC 402 protects the control plane from forwarding plane based anomalies and attacks. The PNC 402 provides the ability to easily hide the internal network infrastructure that is becoming increasingly important in inter-provider services. The PNC 402 also prevents forwarding plane congestion, which is a major cause of network failure, from affecting the operation of the control plane to solve the problem. Since the control plane redundancy / resiliency option can be configured separately from the forwarding plane configuration, the PNC 402 also allows the control plane to make more redundancy and resiliency choices, thereby substantially reducing A high level of availability is realized at low cost. For example, the control plane can be configured by 1: 1, 1: N, M: N, other combinations, etc. regardless of the configuration of the transfer plane.

PNC402に別々の制御プレーンを有するという一般的な利点とは別に、PNC402と同様に分散型経路計算と集中型経路計算との間には、(1)予測可能性、(2)障害処理、及び(3)最適性及び制約という3つの重要な技術的相違が存在する。   Apart from the general advantage of having separate control planes in the PNC 402, as with the PNC 402, there are (1) predictability, (2) fault handling, and (3) There are three important technical differences: optimality and constraints.

まず、分散アルゴリズムを有する大規模ネットワークでは、特に(複数の機能障害などの)ネットワークストレスの時間中、フローがネットワークを通じてとる経路を正確に予測することがますます難しくなってきている。集中型経路計算環境では、復元回線が予め用意されており、これを前もってシミュレート及びモデル化することができる。これは、厳密なSLAを含む基幹サービスにとっては特に重要になってきている。集中型プロビジョニングは、(1)個々の顧客のトラフィックがとる経路についての正確な知識、及び(2)ネットワークリソースの的確かつ効率的な割り当てという2つの主な利点を通信事業者に与える。この技術を基に、通信事業者は、(1)的確なSLAを提供及び配信すること、(2)より高い利用可能性を達成しつつも運用コストを下げること、及び(3)小規模企業を含むように自身のターゲット市場を有利に拡大することなどのいくつかの重要な目標を達成することができる。これらの目標は、パケットスイッチング界においてキャリアイーサネットに固有の2つの機能である(1)(50ミリ秒(ms)のフェイルオーバーを含む)キャリアクラスOAM&P、及び(2)外部制御プレーンによって実現される微調整された自動化トラフィックエンジニアリングによって達成することができる。   First, in large networks with distributed algorithms, it is becoming increasingly difficult to accurately predict the path a flow takes through the network, especially during times of network stress (such as multiple functional failures). In the centralized route calculation environment, a restoration line is prepared in advance and can be simulated and modeled in advance. This has become particularly important for mission critical services including strict SLA. Centralized provisioning provides operators with two main benefits: (1) accurate knowledge of the path taken by individual customer traffic, and (2) accurate and efficient allocation of network resources. Based on this technology, carriers can (1) provide and deliver accurate SLA, (2) reduce operational costs while achieving higher availability, and (3) small businesses. Several important goals can be achieved, such as advantageously expanding their target market to include: These goals are achieved by two functions inherent to Carrier Ethernet in the packet switching world: (1) Carrier Class OAM & P (including 50 millisecond (ms) failover) and (2) External Control Plane Can be achieved by fine-tuned automated traffic engineering.

さらに、オープンショーテストパスファースト(OSPF)などの分散アルゴリズムでは、ネットワークにおける障害が「ローカルに」処理される(すなわち、ノードが既存の経路計算アルゴリズムを使用して特定の障害の周りの新しい経路を計算する)。PNC402のように集中型の実施構成では、制御プレーンが、第1の経路と、第1の経路におけるいずれの要素に障害が起きた場合にも使用される冗長バックアップ経路とを計算する。バックアップ経路は、どの要素が障害を起こすかを前もって知ることができないので、完全に冗長化したものでなければならない。十分に冗長性がある経路は、あらゆる特定の障害に対して最適な経路でなくてもよい。同時に、ローカルに計算され分散された障害経路は、(既に輻輳しているリンクに大量のトラフィックを動かす場合などは)全体としてネットワークにとって最適なものでなくてもよい。集中型の実施構成における回復は瞬時であるが、一方、分散型の実施構成では、回復時間が様々なプロトコルの収束時間及び安定性によって変わる。   In addition, in distributed algorithms such as Open Show Test Path First (OSPF), faults in the network are handled “locally” (ie, a node uses an existing path computation algorithm to route new paths around a particular fault. calculate). In a centralized implementation like the PNC 402, the control plane calculates a first path and a redundant backup path that will be used if any element in the first path fails. The backup path must be fully redundant because it is not possible to know in advance which element will fail. A sufficiently redundant path may not be the optimal path for any particular failure. At the same time, locally calculated and distributed failure paths may not be optimal for the network as a whole (such as when moving a large amount of traffic over an already congested link). Recovery in a centralized implementation is instantaneous, whereas in a distributed implementation, the recovery time varies with the convergence time and stability of various protocols.

OSPFなどの分散アルゴリズムは、その効率及び動作のための動的プログラミングアルゴリズムによって使用される最適性特性に依拠する。最適性特性は、元々の問題を下位の問題へと分解する能力、及び元々の問題に対する最適なソリューションに至る下位の問題に対する最適なソリューションによって生じる。しかしながら、問題に(帯域幅、遅延、ジッターなどの)制約が加わることにより、状況は変化し、効果的な分散アルゴリズムに至る最適性原理はもはや無効になる。一般的に、制約のある最短経路の問題は非決定性多項式時間(NP)完全の問題であるが、現実には、実際のネットワークアプリケーションに存在するアルゴリズムから多項式に近い動作を得ることができる。このため、新たなアプリケーションで予想されるような制約のある経路計算の場合、既存の分散アルゴリズムは、かなりの複雑性及びグローバルネットワークの知識を追加しなければ機能せず、この結果、より集中化したアプローチが好まれるようになる。   Distributed algorithms such as OSPF rely on the optimality properties used by dynamic programming algorithms for their efficiency and operation. Optimality characteristics arise from the ability to decompose the original problem into subordinate problems and the optimal solution to the subordinate problems leading to the optimal solution to the original problem. However, by adding constraints (bandwidth, delay, jitter, etc.) to the problem, the situation changes and the optimality principle leading to an effective distributed algorithm is no longer valid. In general, the constrained shortest path problem is a non-deterministic polynomial time (NP) complete problem, but in reality, it is possible to obtain a polynomial-like behavior from algorithms present in actual network applications. Thus, in the case of constrained route computations as expected in new applications, existing distributed algorithms will not work without the addition of considerable complexity and global network knowledge, resulting in more centralization. That approach is preferred.

ネットワーク全体の最適化を行うこと(すなわち、ネットワーク内の全てのフローを同時にルーティングすること)は、制約のあるルーティングが複雑なためコストがかかる可能性が高く、通信事業者は、自身のネットワークをこのように不安定にしたくないのでほとんど価値がない可能性が高い。PCM405は、「ミスルーティング」されたフローを定期的に識別することにより局所的最適化を行う。ミスルーティングされたフローとは、その制約のない最小コストの経路と「コスト」面で大きく異なる現在の経路を有するフローのことである。PCM405は、ミスルーティングされた経路をもたらすと思われる最小の増分コストでプリエンプトできる(すなわちリルートできる)他のフローを範囲内で見つけようとする。「ミスルーティングされた」経路機能を使用して、ネットワークに追加された装置の新しい部分にいずれの経路を動かすべきかを決定することもできる。「ミスルーティングされた」経路のみを動かすことにより、ネットワークに入ってくるチャーンの量が最小になる。全てのフローの最適経路を計算し、新しい装置を使用するフローを識別し、そのセット内のミスルーティングされたフローをリルートして新しい装置を使用する。これにより、ネットワークの他の部分における容量を解放して、他のミスルーティングされたフローをリルートできるようになる可能性が高い。新たなミスルーティングされたフローがリルートされなくなるまで、プロセスはこのように継続する。   Optimizing the entire network (ie routing all flows in the network at the same time) is likely to be costly due to the complexity of constrained routing, and operators can choose to I don't want to make it unstable like this, so it's likely that it has little value. PCM 405 performs local optimization by periodically identifying “misrouted” flows. A misrouted flow is a flow that has a current path that differs significantly in terms of “cost” from the unconstrained minimum cost path. The PCM 405 attempts to find other flows in range that can be preempted (ie rerouted) with minimal incremental cost that would result in a misrouted path. A “misrouted” path function can also be used to determine which path should be moved to a new part of the device added to the network. By moving only “misrouted” routes, the amount of churn entering the network is minimized. Calculate the optimal path for all flows, identify flows that use the new device, reroute misrouted flows in the set, and use the new device. This is likely to free up capacity in other parts of the network and reroute other misrouted flows. The process continues in this way until no new misrouted flows are rerouted.

関連する利用率及び性能統計を含む個々のネットワーク要素の状態を示すPNCデータベース407により、PNC402は、時間と共にネットワーク計画のための利用を前向きに計画できるようになる。また、PNC402は、いずれの要素及び経路が制約に近付き、またネットワーク計画プロセスの追加の構成要素としてミスルーティングされた経路の原因となっているかを知っている。また、「ミスルーティングされた」経路のパーセンテージ及び数を時間とともに追跡することにより、ネットワーク計画の問題に追加の見識が与えられる。PNC402はまた、ネットワーク計画者がネットワーク容量の追加、変更、又は減算の効果を見ることができるようにする「what if」モードもサポートする。これらはまた、ネットワーク障害の影響、並びに「事前計画した」メンテナンスイベントをモデル化することもできる。   A PNC database 407 showing the status of individual network elements, including associated utilization and performance statistics, allows the PNC 402 to proactively plan usage for network planning over time. The PNC 402 also knows which elements and routes are approaching constraints and are responsible for misrouted routes as an additional component of the network planning process. Also, tracking the percentage and number of “misrouted” paths over time provides additional insight into network planning issues. PNC 402 also supports a “what if” mode that allows network planners to see the effect of adding, changing, or subtracting network capacity. They can also model the effects of network failures as well as “pre-planned” maintenance events.

PNC402は、通信事業者が新しいキャリアイーサネット技術を利用して、E−LineからE−LANサービスにまで及ぶ通信事業者のビジネスアプリケーションの全てをサポートできるようにすることにより、現実世界のキャリアネットワークにPBB−TEを導入できるようにする。PBB−TEにより、サービスプロバイダは、個々のサービスインスタンスにトンネル経路を指定することによって自身のネットワークをトラフィック設計することができる。さらに、PNC402がPBB−TEを使用することにより、プロバイダが、従来技術のように統合されたデータ/制御プレーンのソリューション内に存在する相互運用の負担を伴わずに、ネットワーク400に新しいキャリアイーサネット装置を導入できるようになる。通信事業者は、転送ネットワークのためのSLA遵守を保証するためにサービス固有のQoS及び帯域幅予約を行うことができる。イーサネット技術の使用により、バックアップ保護トンネルを構成できるようになるとともに、キャリアイーサネットQA&M規格を活用して、既存のSONET/SDHネットワークにより設定されたベンチマークに一致する<50msのフェイルオーバー時間が提供される。   The PNC 402 enables a carrier to use the new carrier Ethernet technology to support all of the carrier's business applications ranging from E-Line to E-LAN services, thereby creating a real-world carrier network. PBB-TE can be introduced. PBB-TE allows service providers to design their network traffic by assigning tunnel routes to individual service instances. In addition, PNC 402 uses PBB-TE to allow providers to add new carrier Ethernet devices to network 400 without the interoperability burdens that exist within integrated data / control plane solutions as in the prior art. Can be introduced. Carriers can make service-specific QoS and bandwidth reservations to ensure SLA compliance for the transport network. The use of Ethernet technology allows the construction of backup protection tunnels and leverages the Carrier Ethernet QA & M standard to provide <50 ms failover time consistent with benchmarks set by existing SONET / SDH networks .

PBB−TE E−LANサービスはいくつかの利点を提供する。まず、トラフィックハンドオフが、イーサネットスイッチを介するアクセスドメイン及びプロバイダのドメインの両方からのトラフィックの入口及び出口とともにレイヤ2に存在する。従って、ネットワークを再構築せずに、既存のイーサネットの展開がサービスに厳しいSLAを示す。次に、PBB−TE E−LANサービスは、VPNサービスの構成に使用する従来のルータに比べて大幅に低いコストで共用インフラを介して接続指向の回線案を提供する。さらに、PNC402が、追加のプロトコルの複雑さの必要性及びユーザ設定によるエラーを排除する。さらに、発見プロトコル及びシグナリングプロトコルが存在しないことにより、プロトコル制御により強制されていた恐れのあるスケーリング限界が排除される。最後に、集中型方式が、単一の構成ポイントに適用できるよりロバストなセキュリティを可能にする。PNC402は、E−LANメンバーシップ情報を検索するためにいずれの外部サーバにも統合できるように十分に柔軟である。   The PBB-TE E-LAN service offers several advantages. First, a traffic handoff exists at Layer 2 with traffic ingress and egress from both the access domain and the provider domain via the Ethernet switch. Thus, existing Ethernet deployments show a severe service SLA without rebuilding the network. Next, the PBB-TE E-LAN service provides a connection-oriented circuit plan via a shared infrastructure at a significantly lower cost than conventional routers used for VPN service configuration. Further, the PNC 402 eliminates the need for additional protocol complexity and user configuration errors. Further, the absence of discovery and signaling protocols eliminates scaling limits that may have been enforced by protocol control. Finally, a centralized scheme allows for more robust security that can be applied to a single configuration point. The PNC 402 is flexible enough to be integrated with any external server to retrieve E-LAN membership information.

主なトラフィックパターンに関連付けられた「ルート」を作成できるとともに、物理インフラがどのように使用されているかに関して管理することができる独立したレベル2インフラを有する点に真の価値が存在する。制御プレーンをデータプレーンから分離することにより、サービスの提供が基本的なネットワーク技術から切り離され、通信事業者は、異機種ネットワークを展開するとともに自分たちのネットワークとサービス提案とを別々に発展させることができるようになる。しかしながら、ただ単に経路を計算するだけでは不十分である。サービス及びリソースの効果的かつ効率的なプロビジョニングが必要となる。   The real value lies in having an independent level 2 infrastructure that can create “routes” associated with the main traffic patterns and that can manage how the physical infrastructure is used. By separating the control plane from the data plane, service provision is decoupled from the basic network technology, allowing operators to develop heterogeneous networks and develop their networks and service proposals separately. Will be able to. However, simply calculating the path is not sufficient. Effective and efficient provisioning of services and resources is required.

サービス管理フレームワークの目的は、サービスプロバイダが提供するサービス経験と、これらの経験を支えるリソースとの間のリンクを構築することにある。(データサービスが1ヶ月当たり何万ドルかで企業に販売されていた)データネットワーキングの早期には、手動によるプロビジョニングを通じてサービス−リソース間のリンクが作成されていた。今日のネットワークにおけるサービス停止の主な原因は経営者のミスである。通信事業者は、今もなお手動によるプロビジョニングに頼らざるを得ないこともあるが、一般的な実務として、今日のルーティング及びスイッチング要素の複雑さを考慮しても、ブロードバンド及びデータサービスの加入者1人当たり平均売上(ARPU)が落ち込んでいるために、手動による処理は支持が減っている。   The purpose of the service management framework is to build a link between service experiences provided by service providers and the resources that support those experiences. In the early days of data networking (data services were sold to businesses for tens of thousands of dollars per month), service-resource links were created through manual provisioning. The main cause of service outages in today's networks is management mistakes. Carriers may still have to rely on manual provisioning, but as a general practice, even with the complexity of today's routing and switching elements, broadband and data service subscribers Manual processing is less favored due to a decline in average per capita sales (ARPU).

その代わりに、経営者は、プロセスオートメーションの形を使用してサービス−ネットワーク間のリンクを作成し維持する。これを効率的にするために、サービスの接続及び性能の目標を自動的にリソースコミットメントに変えなければならない。このことは、一連の動作としての抽象化形態のサービスを、プロビジョニングした形の一連のリソースコミットメントに変えることを意味する。要素/装置管理システム、ネットワーク管理システム及びポリシー管理システムは、全てこのプロセスのプロビジョニング部分にとって有用ではあるが、抽象化からプロビジョニングへの変換にとってはそれほど有用ではない。しかしながら、PNCなどの別々の制御プレーンにより、ネットワークを危険に曝すことなくこのようなサービスを安全かつ確実に実施することができる。通信事業者にとっては、顧客プログラマビリティ及びカスタマイゼーションを可能にすることにより、新しい収益源及びサービス差別化がもたらされると同時に、これらの運用コストが削減される。   Instead, management uses the form of process automation to create and maintain service-network links. To make this efficient, service connectivity and performance goals must be automatically changed to resource commitment. This means that an abstract form of service as a series of operations is transformed into a provisioned series of resource commitments. Element / device management systems, network management systems, and policy management systems are all useful for the provisioning part of this process, but less useful for the conversion from abstraction to provisioning. However, a separate control plane such as PNC allows such services to be performed safely and reliably without putting the network at risk. For operators, enabling customer programmability and customization provides new revenue streams and service differentiation while reducing these operating costs.

ソリューションの構成に使用される構築ブロックのいくつかは、MPLSネットワークに現在導入されているバーチャルプライベートLANサービス(VPLS)に類似している。主な違いは、(1)LSPトンネル及び疑似ワイヤそれぞれの代わりとしてのPBB−TEトランク及びサービスインスタンス(I−SID)の使用、(2)発見及びシグナリングメカニズム(ボーダーゲートウェイプロトコル(BGP)、ラベルディストリビューションプロトコル(LDP)など)の代わりとしてのPNCにおける外部コントローラの使用、及び(3)PEルータに存在するバーチャルスイッチインスタンスの代わりとしてのPEスイッチにおけるEVSIの概念である。従って、PBB−TEを介したE−LANサービスの3つの構築ブロックは、(1)PNCにおける外部ネットワークコントローラ、(2)コアにおけるフルメッシュPBB−TEトランク、及び(3)E−LANインスタンス毎のEVSIである。   Some of the building blocks used to configure the solution are similar to the virtual private LAN service (VPLS) currently installed in MPLS networks. The main differences are: (1) the use of PBB-TE trunks and service instances (I-SID) as an alternative to LSP tunnels and pseudowires, respectively (2) discovery and signaling mechanisms (border gateway protocol (BGP), label distribution) (3) the concept of EVSI in a PE switch as a substitute for a virtual switch instance residing in a PE router. Thus, the three building blocks for E-LAN services over PBB-TE are: (1) an external network controller in the PNC, (2) a full mesh PBB-TE trunk in the core, and (3) per E-LAN instance. EVSI.

図5は、本発明による例示的な実施形態のPNC502を利用する例示的なE−LANサービス展開500を示すネットワーク図である。PNC502は、PBB−TEトランクのためのQoS及びポリシーベースのパスプロビジョニングと共に発見及びシグナリングを容易にする。発見は、特定のE−LANインスタンス530、540の他のPEメンバーを発見するPEに関連する。シグナリング態様は、PE間のプロビジョニングフルメッシュPBB−TEトランクに対処する。接続回線ACを特定のE−LANインスタンス530、540に関連付けることにより、特定のE−LANサービスインスタンス530、540へのメンバーシップがPNC502において表示される。PNC502は、E−LANインスタンス530、540のPEスイッチへのマッピングのリポジトリ550を、その利用度の高いデータストアに関連付けられたポート(AC)と共に保持する。また、PNC502は、PBBネットワーク510における全てのPEノードにE−LANサービスインスタンス530,540とACとの間のマッピングを提供する。表わされたマッピングに基づいて、PNC502は、サービスに必要なQoS及びユーザポリシーの制約を満足させる経路を計算して、PE間のPBB−TEトランクを提供する。   FIG. 5 is a network diagram illustrating an exemplary E-LAN service deployment 500 utilizing an exemplary embodiment PNC 502 according to the present invention. PNC 502 facilitates discovery and signaling along with QoS and policy-based path provisioning for PBB-TE trunks. Discovery relates to PEs that discover other PE members of a particular E-LAN instance 530, 540. The signaling aspect addresses provisioning full mesh PBB-TE trunks between PEs. By associating the connection line AC with a particular E-LAN instance 530, 540, membership to the particular E-LAN service instance 530, 540 is displayed at the PNC 502. The PNC 502 maintains a repository 550 of mappings of E-LAN instances 530, 540 to PE switches, along with the port (AC) associated with the highly utilized data store. PNC 502 also provides a mapping between E-LAN service instances 530, 540 and AC to all PE nodes in PBB network 510. Based on the represented mapping, PNC 502 calculates a path that satisfies the QoS and user policy constraints required for the service and provides a PBB-TE trunk between PEs.

図6は、本発明による例示的な実施形態のPNCにおける例示的なPCMによる経路計算を示すフロー図600である。PCMは、ダイクストラ最短経路アルゴリズムの変形を使用してアルゴリズム計算を行う。この計算は、考慮中のノードを宛先に向かって最も効率良く動くサブセットに制限するので、最もよく知られた経路を一度に拡張することによってのみ、理論的な意味だけでなく実用的な意味でも効率的なものとなる。経路計算は、サービスインスタンスを指定する(605)とともにソース及び宛先ロケーションを指定する(610)ことにより開始する。各々の種類のサービスに対して、PCMが、サービス、及びデータベース617に記憶されるような、ネットワーク内の装置の個々の部分の機能及び状態に必要な制約及びパラメータを決定する(615)。次に、PCMは、サービスインスタンスに関連付けられた制約を満足させる、ネットワーク内の「最小コスト」の経路を発見するステップに進む(620)。その後プロセスは終了する(625)。   FIG. 6 is a flow diagram 600 illustrating path computation by an exemplary PCM in an exemplary embodiment PNC according to the present invention. PCM performs algorithm calculations using a modification of Dijkstra's shortest path algorithm. This calculation limits the node under consideration to the subset that moves most efficiently towards the destination, so that only in a practical and practical sense can only be extended by extending the best known path at once. It will be efficient. The route calculation begins by specifying a service instance (605) and specifying a source and destination location (610). For each type of service, the PCM determines the constraints and parameters required for the function and state of the individual parts of the devices in the network, as stored in the service and database 617 (615). The PCM then proceeds to find a “least cost” path in the network that satisfies the constraints associated with the service instance (620). Thereafter, the process ends (625).

PCMによって最小化されるコスト関数は、状況によって変化する多くの変数の関数であってもよい。単純な例では、コスト関数は単にホップカウントであってもよく、或いは遅延の影響を受け易いアプリケーションでは、コスト関数はリンクの待ち時間又は物理的な長さであってもよい。より複雑な例では、PCMは、その計算における様々なヒューリスティクスをサポートすることができる。例えば、リンクの利用についての様々な機能が、遅延、ジッター、パケット損失、フローバランスなどの性能指標のためのヒューリスティクスとして機能することができ、これらの機能をコスト又は制約関数に組み込むことができる。ヒューリスティクスを適用して、いくつかのネットワーク動作をシミュレートすることができる(例えば、リンク速度の関数として低いコスト関数を使用することにより、速度の速いリンクへの優先権を与える)。同様に、(待ち時間、パケット損失、ホップカウント、ジッター、フローバランス、リンク利用率などの)様々な要因の加重和であるコスト関数を使用することにより、その他のネットワーク動作を実現することができる。   The cost function minimized by PCM may be a function of many variables that change from situation to situation. In a simple example, the cost function may simply be a hop count, or in a delay sensitive application, the cost function may be a link latency or physical length. In more complex examples, PCM can support various heuristics in its computation. For example, various functions for link utilization can serve as heuristics for performance metrics such as delay, jitter, packet loss, flow balance, etc., and these functions can be incorporated into cost or constraint functions . Heuristics can be applied to simulate some network behavior (eg, giving priority to fast links by using a low cost function as a function of link speed). Similarly, other network operations can be realized by using a cost function that is a weighted sum of various factors (latency, packet loss, hop count, jitter, flow balance, link utilization, etc.) .

PCMはまた、タイブレーク方式のため、及び最適経路への最適な代替案よりも低く評価するため、及び冗長経路の選択を決定するためのヒューリスティクスもサポートする。例えば、PCMはまた、バンダリアルゴリズムを使用する所定のエンドポイントを除き、十分に冗長性のある経路(すなわち、第1の経路と共通するノード又はリンクがない経路)も計算する。十分に冗長性のある経路が存在しない場合、PCMは、第1の経路を含む共通要素を強調して代替案を提案する。PCMは、コスト結果が等しい複数の経路が存在する場合、タイブレーク規則を使用して経路を選択する。タイブレーク規則はユーザが構成できる。リンク利用率は、遅延、ジッター、及び負荷バランスの主な決定要因であるため、デフォルトのタイブレーク規則は、経路を横切るリンク利用率を最小にすることができる。任意で、(フローバランスなどの)他のメトリクスにおいて性能がより良好であったと思われる最適経路に満たない計算を行うようにPCMを構成することができる。   PCM also supports heuristics for tie-breaking schemes and for evaluating lower than the optimal alternative to the optimal path and for determining the choice of redundant paths. For example, PCM also calculates a sufficiently redundant path (ie, a path that does not have a node or link in common with the first path), except for certain endpoints that use the boundary algorithm. If there is not a sufficiently redundant path, the PCM proposes an alternative that emphasizes the common elements including the first path. PCM uses a tie-break rule to select a route when there are multiple routes with equal cost results. Tiebreak rules can be configured by the user. Because link utilization is a major determinant of delay, jitter, and load balance, the default tiebreak rule can minimize link utilization across the path. Optionally, the PCM can be configured to perform less than optimal paths that appear to have performed better in other metrics (such as flow balance).

また、ユーザは、あるリンクに対するコスト関数を無効にし、特定の値を挿入して、ある動作を達成したいと望むことができる。ユーザは、経路計算に使用されるオーバーブッキング係数を指定することができる。オーバーブッキング係数とは、ネットワークリンクを介してルーティングされたトラフィックの量のリンクの公称容量に対する比率のことである。「保証された帯域幅」の計算の場合、オーバーブッキング係数は1.0である。(2又は3などの)1.0よりも大きなオーバーブッキング係数を使用することは、トラフィックフローの統計的な及び時間によって変化する性質を考慮に入れることになり、より良い全体的なネットワーク利用率を提供する。オーバーブッキング係数は、リンク毎に、或いは(コア対アクセスなどの)リンクの種類毎に指定されたネットワークの規模であってもよい。   The user may also want to override the cost function for a link and insert a specific value to achieve a certain action. The user can specify the overbooking factor used for route calculation. The overbooking factor is the ratio of the amount of traffic routed through the network link to the nominal capacity of the link. For the “guaranteed bandwidth” calculation, the overbooking factor is 1.0. Using an overbooking factor greater than 1.0 (such as 2 or 3) will take into account the statistical and time-varying nature of the traffic flow, resulting in better overall network utilization. I will provide a. The overbooking factor may be the network scale specified for each link or for each type of link (such as core-to-access).

NGNは、今日のネットワークの古い技術の実施構成とは対照的に、サービスを運用するビジネスシステムを、サービスを提供するネットワーク要素に結び付ける総合的な取り組みを必要とする。PNCは、異なる技術、異なるベンダ及び異なるネットワークをまたいで、ネットワーク要素のクリーンな抽象化をNGNソフトウェアフレームワークに提供する。一般に、フローはネットワーク内で連続してルーティングされる(すなわち、サービスを順序付けた順番でルーティングされる)。制約のないネットワークでは、ネットワーク全体で個々のフローを利用することができ、また個々のフローが最適な経路を選択するので、これが最適なルーティングでもある。制約のあるルーティングネットワークでは、フローを追加する順番が大きく変わる可能性があり、全体的に見て最適なルーティングプランよりも劣る。   NGN, in contrast to the older technology implementations of today's networks, requires a comprehensive effort to link the business systems that operate the services to the network elements that provide the services. PNC provides a clean abstraction of network elements to the NGN software framework across different technologies, different vendors and different networks. In general, flows are routed continuously in the network (ie, routed in the order in which the services are ordered). In an unconstrained network, individual flows can be used throughout the network, and this is also the optimal routing because each flow selects the optimal route. In a constrained routing network, the order in which flows are added can change significantly and is inferior to an optimal routing plan overall.

PNCの固有の機能の1つとして、経路計算プロセスに複雑なネットワークポリシーを適用できるということが挙げられる。様々な種類のネットワークポリシーがサポートされる。ルーティングされるサービスインスタンスに関する制約を定める規則は、どの種類のネットワーク装置が認められ、及び/又は要求され、或いは場合によっては禁止されるかをPCMに通知することができる。例として合法的傍受があり、この場合、経路がネットワーク内のどこかの合法的傍受ポイントを横切ることが必要とされる場合がある。   One of the unique functions of PNC is the ability to apply complex network policies to the route calculation process. Various types of network policies are supported. Rules that define constraints on routed service instances can inform the PCM what types of network devices are allowed and / or required or even prohibited. An example is lawful intercept, in which case the route may need to cross a lawful intercept point somewhere in the network.

別の例として、政治的に慎重を期するトラフィックがあり、この場合、経路がある地形すなわちあるネットワーク装置を横切らないことが必要とされる。このシナリオは、ネットワークのトポグラフィーからこれらのノード及びリンクを取り除き、経路計算アルゴリズムを実行することにより対処される。ネットワーク装置のデータベースは、これらの規則を考慮した上でPCMがネットワーク要素を適合できるようにする。規則は、ルーティングプロセス、例えば経路のルートに従う適合するカプセル化方法に動的に対応する。また、多くの実際のネットワークにおいて望ましくない所望のネットワーク動作を強いるために規則を使用することもできる(例えば、回線がアクセスノードから、コアに戻る別のアクセスノードの組に向かうコアノードへ、及びそこから所望の宛先アクセスノードへルーティングできないようにする)。   Another example is politically sensitive traffic, in which case it is required not to traverse a certain terrain or some network device. This scenario is addressed by removing these nodes and links from the network topography and running a path computation algorithm. The network device database allows the PCM to adapt network elements taking these rules into account. The rules dynamically correspond to a suitable encapsulation method that follows the routing process, eg the route of the path. Rules can also be used to force undesired desired network behavior in many real networks (eg, from the access node to the core node towards another set of access nodes back to the core and there. To the desired destination access node).

合法的傍受の例についてさらに詳述する。最適なアルゴリズムとは、ソースからネットワークにおける全ての合法的傍受ポイントまでの最短経路を計算し、個々の合法的傍受ポイントから宛先までの最短経路を計算し、そして2つのサブ経路のコストの和が最低となる合法的傍受ポイントを通る経路を選択することである。最適ではあるものの、このアルゴリズムは、たとえルートの多くがソリューションに関与しない可能性が高いとしても、ネットワーク内の全ての傍受ポイントとの間のルートを発見するので必ずしも効率的ではない。合法的傍受などの要件に対処する能力は、PCMのマルチレイヤ経路計算機能などの、より効率的なアプローチを使用する複数の種類のこのような要件に順不同で拡張することができる。   An example of lawful intercept is further detailed. The optimal algorithm is to calculate the shortest path from the source to all lawful intercept points in the network, to calculate the shortest path from each lawful intercept point to the destination, and the sum of the costs of the two sub-routes Select the path through the lowest lawful intercept point. Although optimal, this algorithm is not always efficient because it finds routes to all intercept points in the network, even though many of the routes are likely not involved in the solution. The ability to address requirements such as lawful intercept can be extended out of order to multiple types of such requirements using a more efficient approach, such as PCM's multi-layer route computation capability.

図7は、ネットワークポリシーとの整合性を維持するためにフローがネットワーク710を介してルーティングされるときの経路のレイヤの状態700を示す状態図である。マルチレイヤ経路計算では、ネットワークトポロジーは(波長分割多重方式(WDM)、光伝送ネットワーク(OTN)、SDH及びイーサネットなどの)いくつかのレイヤ720から構成され、ネットワーク710におけるノード(NE)及びリンク705はいくつかのレイヤ720内に現われることができる。統合されたレイヤ0−2の経路計算を行う場合、並びに物理レイヤにおける異なる適合又は多重化方式、論理レイヤにおける異なるカプセル化などのネットワーク内の制約に対処する場合、及び基本的な転送機能の物理的多様性に関するものなどのネットワークポリシー規則を執行する場合にこの状況が起きる。通信事業者が、(ベンダA、B及びCなどの)異なるベンダから(ネットワーク装置(NE)などの)物理的装置を購入する場合にこのような制約が生じる可能性がある。これらのベンダは、ベンダ固有の1本のソフトウェアを供給してネットワークの管理を支援することができる。これらのサブシステムは、エンドツーエンドサービスを提供するためにより大きなユニットに統合される必要がある。さらに、経路が個々のレイヤを横切るとき、PNCは、フェイルオーバー時間定数を適切に自動調整して個々のレイヤの修復プロトコルを考慮に入れる必要がある。   FIG. 7 is a state diagram illustrating a path layer state 700 when a flow is routed through the network 710 to maintain consistency with a network policy. In multi-layer path computation, the network topology consists of several layers 720 (such as wavelength division multiplexing (WDM), optical transport network (OTN), SDH and Ethernet), and nodes (NE) and links 705 in the network 710. Can appear in several layers 720. When performing integrated layer 0-2 path computations, as well as dealing with constraints in the network such as different adaptation or multiplexing schemes in the physical layer, different encapsulations in the logical layer, and the physics of the basic forwarding function This situation occurs when enforcing network policy rules, such as those related to genetic diversity. Such restrictions may arise when a carrier purchases physical devices (such as network equipment (NE)) from different vendors (such as vendors A, B, and C). These vendors can supply a single piece of vendor-specific software to support network management. These subsystems need to be integrated into larger units to provide end-to-end services. Furthermore, as the path crosses individual layers, the PNC needs to properly adjust the failover time constant to take into account the repair protocol of the individual layers.

マルチレイヤネットワークにおける基本経路計算に加え、PCMは、専用アルゴリズムを使用してマルチレイヤネットワーク710におけるエッジ及びノードディスジョイント冗長経路を計算する。マルチレイヤ経路計算はまた、基本的な転送ネットワークにおける共有機能の制約の直接的表現も可能にする。この機能は、ネットワークの全て又は一部に対して有効にすることができ、サービスプロバイダが、基本的な転送プランの全てを気にする必要なくネットワークの最も重要な部分にこのレベルの保護を提供できるようにする。   In addition to basic path computation in a multilayer network, the PCM computes edge and node disjoint redundant paths in the multilayer network 710 using a dedicated algorithm. Multi-layer path computation also allows for a direct representation of shared function constraints in a basic transport network. This feature can be enabled for all or part of the network, and service providers provide this level of protection for the most important parts of the network without having to worry about all of the basic transport plans It can be so.

この種の複数の制約の例は、テール回線のルーティング時に生じることがある。多くの場合、要求される経路は、特定のノードに対するものではなく、むしろ(ブロードバンドリモートアクセスサーバ(BRAS)、セッションボーダコントローラ(SBC)、マルチサービスアクセスノード、サービスプロバイダインタフェイスポイントなどの)特定の機能を有するあらゆるノードに対するものである。場合によっては、このようなノードからの経路の残りが既に確立されている場合、経路はその地点で終わることができる。テール回線のルーティングでは、PCMは、上述したようなマルチレイヤ経路計算アルゴリズムを使用して経路を決定する。より複雑な例では、通過しなければならない複数の種類のノードが存在する可能性があり、より複雑にはなるが同様のマルチレイヤルーティングアプローチが必要となる。(BRASへのルーティングなどの)テール回線のルーティングの問題では、PCMは、ネットワークポリシーが命令する場合、BRASまでの冗長経路、或いはBRASまでの別の冗長経路を作成することができる。前者の場合、PNCの動的制御プレーンが、BRASの障害又はBRASの背後にあるトランクを検出し、そのBRASで終端している経路の全てをリルートする。   An example of multiple constraints of this type may arise when tail circuits are routed. In many cases, the required path is not for a specific node, but rather a specific (such as a broadband remote access server (BRAS), a session border controller (SBC), a multi-service access node, a service provider interface point, etc.) For every node that has a function. In some cases, if the rest of the route from such a node has already been established, the route can end at that point. In tail circuit routing, the PCM determines a route using a multi-layer route calculation algorithm as described above. In more complex examples, there may be multiple types of nodes that must be traversed, requiring a more complex but similar multilayer routing approach. For tail line routing issues (such as routing to BRAS), the PCM can create a redundant path to the BRAS or another redundant path to the BRAS if the network policy mandates. In the former case, the PNC dynamic control plane detects a BRAS failure or a trunk behind the BRAS and reroutes all of the paths that terminate at that BRAS.

図8は、本発明による例示的な実施形態のPNCにおけるネットワーク障害及び回復に対して生じるネットワークポリシーのクラスを示すフロー図800である。障害が検出される(801)と、ネットワーク装置はバックアップ冗長経路に切り替わる(805)。基本的な転送ネットワークにより、障害によっては自動的に回復されるものもあるので、一般にPNCは、何らかの動作を行う前にある時間の間待つ807。さらなる動作は、ネットワークポリシーによって決まる(810)。その時間の終了後、PNCはそのまま経路を離れることができる(815)。或いは、PNCは、第1の経路の役割とバックアップ経路の役割とを切り換えることができる(820)。或いは、PNCは、障害を反映した新しいネットワークトポロジーに基づいて、新しいバックアップ経路を計算する(825)か、或いは新しい第1の経路及びバックアップ経路を計算する(830)ことができる。次に、PNCは障害が修復されたかどうかを判定する(835)。修復されていなければ、PNCはネットワークをモニタし続ける(837)。障害が修復される(838)と、選択肢の組840は、そのまま経路を離れる(845)、経路の役割を切り換える(850)、新しいバックアップ経路を計算する(855)、或いは新しい第1の経路及びバックアップ経路を計算する(860)などのように、上記の選択肢と同様である。制約のある経路計算を処理する場合、障害時間と修復時間との間にルーティングされた新しいサービスが、オリジナルの経路の組が使用したリソースを消費することがあるので、ここでのポリシーの選択が特に重要になる。その後、プロセスは終了する(865)。   FIG. 8 is a flow diagram 800 illustrating classes of network policies that occur for network failure and recovery in an exemplary embodiment PNC according to the present invention. When a failure is detected (801), the network device switches to a backup redundant path (805). The PNC typically waits 807 for some time before taking any action, because some basic transport networks automatically recover from some failures. Further actions depend on the network policy (810). After the end of the time, the PNC can leave the path as it is (815). Alternatively, the PNC can switch between the role of the first route and the role of the backup route (820). Alternatively, the PNC can calculate a new backup path based on the new network topology reflecting the failure (825), or calculate a new first path and backup path (830). Next, the PNC determines whether the fault has been repaired (835). If not repaired, the PNC continues to monitor the network (837). When the fault is repaired (838), the set of options 840 leaves the path as it is (845), switches the role of the path (850), calculates a new backup path (855), or creates a new first path and Similar to the above options, such as calculating the backup path (860). When processing a constrained route calculation, a new service routed between the failure time and the repair time may consume resources used by the original route set, so the policy choice here is Especially important. Thereafter, the process ends (865).

図9は、ネットワークメンテナンス動作及びイベント、及び関連するネットワークリンクの状態を支援する、本発明による例示的な実施形態のPNC902を含むネットワーク900を示すネットワーク図である。「ブリッジアンドロール」は、PNC902が容易に実行できる動作の良い例であり、この動作は、顧客が新しいハードウェア又はサービスを既存のネットワークにシームレスに導入し、或いはルーチン保守を自動的に実行できるようにする。このネットワークポリシーの例では、サービス、転送(トランク、LSP)、ノード及びリンク間のマッピングを保持するPNC902が、保守イベント中の特定の一部のネットワーク装置から全てのトラフィックを安全に移動させることにより、サービスを中断せずに顧客がアクティブなサービスからノードの除去を要求できるようにする。   FIG. 9 is a network diagram illustrating a network 900 including an exemplary embodiment PNC 902 according to the present invention that supports network maintenance operations and events, and associated network link conditions. “Bridge and Roll” is a good example of an operation that the PNC 902 can easily perform, which allows customers to seamlessly introduce new hardware or services into an existing network or to perform routine maintenance automatically. Like that. In this example network policy, the PNC 902, which maintains the mapping between services, forwarding (trunks, LSPs), nodes and links, moves all traffic safely from a particular piece of network equipment during a maintenance event. , Allowing customers to request removal of a node from an active service without interrupting service.

ネットワーク900では、ノード1、ノード2及びノード3を介する双方向性の第1のトランク930が、ソース910と宛先920との間でデータを搬送する。ノード1、ノード4及びノード3を介する、ソース910と宛先920との間のバックアップトランク940も存在する。第1のトランク及びバックアップトランクの両方において(例えば10msの速度で)キープアライブメッセージが送信される。ソース910が、(30ミリ秒などの)特定のフェイルオーバーウィンドウ内で(ノード2などの)ノードから応答を受信できなかった場合、ソース910はバックアップトランク940にフェイルオーバーする。次に(ノード2などの)ノードがPNC902によってサービスから取り除かれ、その後PNC902が、影響を受ける全てのサービスに通知を行う。影響を受けた個々のサービスに対しては、PNC902が新しいトランクを再計算し、利用可能なネットワークを介してサービスをマッピングする。例えば、次にソースは、新しいバックアップ、すなわち3番目のトランク950を作成しなければならない。この場合、3番目のトランク950は、ノード1、ノード5及びノード3を通って進む。顧客が、再度スイッチをアクティブにする宣言を行う準備ができた場合、ノードを無効にすることができる。PNC902は、ネットワーク内の新しいスイッチを検出し、全ての既存のトンネルを再計算する。上記の説明と同様に、次にネットワークポリシーは、ネットワーク装置の一部がサービスに復帰したときにどのようにフローを処理するかを決定する。   In network 900, a bi-directional first trunk 930 via node 1, node 2 and node 3 carries data between source 910 and destination 920. There is also a backup trunk 940 between the source 910 and the destination 920 via node 1, node 4 and node 3. Keepalive messages are sent on both the first trunk and the backup trunk (eg, at a rate of 10 ms). If source 910 fails to receive a response from a node (such as node 2) within a particular failover window (such as 30 milliseconds), source 910 fails over to backup trunk 940. The node (such as node 2) is then removed from service by the PNC 902, after which the PNC 902 notifies all affected services. For each affected service, PNC 902 recalculates a new trunk and maps the service over the available network. For example, the source must then create a new backup, the third trunk 950. In this case, the third trunk 950 goes through node 1, node 5 and node 3. If the customer is ready to make a declaration to activate the switch again, the node can be disabled. The PNC 902 detects a new switch in the network and recalculates all existing tunnels. Similar to the description above, the network policy then determines how to process the flow when a portion of the network device returns to service.

ネットワーク内の通信トンネルをエミュレートすることにより、PNC902をサービス移行に使用することができる。実際には、異なる技術を使用して接続性をエミュレートするPNC902により、レイヤ2以外のネットワークリンクで3番目のトランク950を構成することができる。例えば、レイヤ0/1リングネットワーク960を介して3番目のトランク950を構成することができる。しかしながら、3番目のトランク950を構成する際に、PNC902は、このレイヤの変化をサービスに対してレイヤ2リンクに見えるようにシームレスにする。さらに、3番目のトランク950は、保護メカニズムの衝突を避けるために、使用する基本的なネットワークの修復時間よりも長い修復時間を有する。   By emulating a communication tunnel in the network, the PNC 902 can be used for service migration. In practice, the third trunk 950 can be configured with a network link other than layer 2 with the PNC 902 emulating connectivity using different technologies. For example, the third trunk 950 can be configured via the layer 0/1 ring network 960. However, when configuring the third trunk 950, the PNC 902 makes this layer change seamless to the service so that it appears as a layer 2 link. In addition, the third trunk 950 has a repair time that is longer than the repair time of the basic network it uses to avoid collision of protection mechanisms.

PNC902はまた、マルチレイヤ待ち時間制約解消を行う必要もある。例えば、IPTVサービスでチャンネルを変える場合、遠隔からのコマンドと変更されるチャンネルとの間にほんの短い時間しか存在しなくなるように短待ち時間が必要とされる。この例では、ソース910及び宛先920は、レイヤ2イーサネットサービスがソース910と宛先920とを接続していると確信している。しかしながら、現実には、3番目のトランク950には光リングネットワークが使用される。従って、予想した(レイヤ2)よりも優れたサービス(レイヤ0/1)を提供することにより、マルチネットワークレイヤの使用によってサービス制約が解消される。   The PNC 902 also needs to resolve multi-layer latency constraints. For example, when changing channels in an IPTV service, a short waiting time is required so that there is only a short time between the remote command and the channel being changed. In this example, source 910 and destination 920 are confident that the layer 2 Ethernet service connects source 910 and destination 920. However, in reality, an optical ring network is used for the third trunk 950. Therefore, by providing a service (layer 0/1) that is superior to the expected (layer 2), service restrictions are eliminated by using the multi-network layer.

PNC902はまた、障害の際の接続の修復も可能にする。本発明による例示的な実施形態のPNC902は、障害を検出し、障害を生じる接続に関する記憶済みの情報に基づいて新しい接続を割り当てる。この情報は、(経済性又は社会的重要性などの)サービスに関連付けられた重要度に関連することができる。例えば、緊急サービスは、全ての他のサービスのようなトラフィックで表されてはいるが、非常に重要であり、従ってサービスが要求された場合、修復緊急値を割り当てられる。しかしながら、この種のデータは緊急警報SMSメッセージなどの重要な情報を搬送することができるので、技術(すなわち、音声、ビデオ、ショートメッセージサービス(SMS))に基づく推測的仮定のみに基づいて修復緊急値を割り当てることはできない。(例えば、宛先/ソースアドレスなどに基づく)状況をベースにした優先順位付けが存在しなければならない。次に、ソフトウェア制御プレーンは、新たに形成されたトンネルの接点においてネットワーク装置を直接構成することにより、トンネルの接続をエミュレートする。   PNC 902 also allows for repair of connections in the event of a failure. An example embodiment PNC 902 according to the present invention detects a failure and allocates a new connection based on stored information about the connection that causes the failure. This information can relate to the importance associated with the service (such as economic or social importance). For example, an emergency service is represented by traffic like all other services, but is very important and is therefore assigned a repair emergency value when a service is requested. However, this type of data can carry important information such as emergency alert SMS messages, so repair emergency based only on speculative assumptions based on technology (ie voice, video, short message service (SMS)). A value cannot be assigned. There must be a context-based prioritization (eg, based on destination / source address, etc.). The software control plane then emulates the connection of the tunnel by directly configuring the network device at the newly formed tunnel contact.

PNCが提供するネットワーク抽象化は、ネットワーク制御ポイントが音声電話ネットワークにおいてサービスの範囲を拡張したのとほぼ同じ方法で、潜在的で貴重な新しいサービスの範囲を拡張する装置及びアドレス指定の仮想化を可能にする。ネットワークアドレスは、もはやいずれの物理的又は地理的重要性も有する必要はなく、仮想アドレスから物理アドレスへのマッピングは、時間、ロケーション、負荷などの関数であってもよい。動作の観点から言えば、このネットワーク抽象化は、(「ブリッジアンドロール」動作のような)複雑な装置固有の手順を選び、動作全体を単一のコマンドで安全かつ予測可能に実行できるようにする。   The network abstraction provided by PNC provides device and addressing virtualization that expands the range of potential and valuable new services in much the same way that network control points extend the range of services in voice telephone networks. enable. Network addresses no longer need to have any physical or geographical significance, and the mapping from virtual addresses to physical addresses may be a function of time, location, load, etc. From an operational point of view, this network abstraction allows complex device-specific procedures (such as “bridge and roll” operations) to be selected and the entire operation can be performed safely and predictably with a single command. To do.

PNCは、様々な保護オプション(リンク及びノードディスジョイント、共有リスクリンク群(SRLG)など)を有する転送を構成して、主な障害イベントから保護することができる。PNCのモニタリングは、知的な障害の報告及び復旧を可能にし、障害の場合、ネットワーク上のサービスは動的に移動される。さらに、PNCは、第1の経路及びバックアップ経路の双方に影響を与える相関性のある障害の場合、サービス「修復」を可能にする。この機能は、オペレータが介入する必要性をなくし、サービスの平均修復時間(MTTR)を減少させる。通常の第1の経路及びバックアップ経路は、障害が修復されたときに回復する。さらに、転送及びサービス作成のプロセスが自動化されるので、新しいサービスのプロビジョニングが大きく単純化され、ネットワーク装置がオン/オフ回線を占めることができるようになる。これにより、手動による構成が制限され、従ってサービス中断の主な原因の1つである構成エラーが低減する。   The PNC can configure forwarding with various protection options (link and node disjoint, shared risk link group (SRLG), etc.) to protect against major failure events. PNC monitoring enables intelligent failure reporting and recovery, in which case services on the network are dynamically moved. Furthermore, the PNC enables service “repair” in the case of correlated failures that affect both the first path and the backup path. This feature eliminates the need for operator intervention and reduces the mean repair time (MTTR) of the service. The normal first path and backup path recover when the fault is repaired. In addition, the transfer and service creation process is automated, which greatly simplifies the provisioning of new services and allows network devices to occupy on / off lines. This limits manual configuration and thus reduces configuration errors which are one of the main causes of service interruption.

しかしながら、ビジネス顧客に対しては、E−LANサービスは、単なるサイト間の接続性を上回るものを提供する必要がある。ユーザトラフィック(フレーム、パケット、その他)に対して定められるサービス属性などのQoS属性は、SLA仕様の基礎を形成する。技術仕様書MEF10.1イーサネットサービス属性フェーズ2に記載されているMEFサービスフレームワークのように、(フレームの待ち時間、遅延変動(ジッター)及び損失率などの)サービス性能及び帯域幅プロファイルを使用して、イーサネットサービスの目的を表すことができる。   However, for business customers, E-LAN services need to provide more than just inter-site connectivity. QoS attributes such as service attributes defined for user traffic (frames, packets, etc.) form the basis of the SLA specification. Use service performance and bandwidth profiles (such as frame latency, delay variation (jitter) and loss rate) as in the MEF service framework described in Technical Specification MEF 10.1 Ethernet Service Attributes Phase 2. The purpose of the Ethernet service.

表1aは、サービス性能に影響を与える様々な要素を記載したものである。フレーム待ち時間(フレーム遅延)とは、ネットワークを横切ってサービスフレームが通過するのに要する時間のことを意味する。これは、入口ユーザネットワークインターフェイス(UNI)における最初のビットの到着から出口UNIにおける最後のビットの出力までに測定される。同様にいくつかのSLAは往復遅延を測定する。フレームの遅延変動(ジッター)とは、入口UNIにおける2つの後続するフレーム間の時間の空白における差を、出口UNIにおける類似のフレームの到着間に測定した遅れと比較して示したものである。この遅延は、バッファリングされていないビデオの送信における重要な要素であり、ミリ秒の範囲で起きる変動がサービス品質に影響を与えることがある。フレーム損失率は、プロバイダネットワーク内部の失われたサービスフレームの数を測定したものである。フレーム損失は、転送出口で測定した失われたフレームの数を、転送入口で測定した送信されたフレームの数によって除算した比率の形で測定される。   Table 1a lists various factors that affect service performance. Frame latency (frame delay) means the time required for a service frame to pass across the network. This is measured from the arrival of the first bit at the ingress user network interface (UNI) to the output of the last bit at the egress UNI. Similarly, some SLA measures round trip delay. Frame delay variation (jitter) is the difference in time gap between two subsequent frames at the ingress UNI compared to the delay measured between arrivals of similar frames at the egress UNI. This delay is an important factor in the transmission of unbuffered video, and variations occurring in the millisecond range can affect the quality of service. The frame loss rate is a measurement of the number of lost service frames inside the provider network. Frame loss is measured in the ratio of the number of lost frames measured at the transfer exit divided by the number of transmitted frames measured at the transfer entrance.

Figure 2010520663
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表1bは、エンドツーエンドQoS配信のための構築ブロックについて説明するものである。従来別々のネットワークを使用して配信されていたイーサネットベースの転送アグリゲーティングサービスは、プロバイダがネットワークを過度に構築することを強要しないように、サービス毎のQoSの必要性の検討を必要とする。この効率的なエンドツーエンドQoS保証の主要な構築ブロックは、(1)接続指向転送、(2)制約に基づく経路計算、(3)効果的なアドミッション制御による容量計画、及び(4)プロバイダネットワークにおけるホップ毎のトラフィック処理である。   Table 1b describes the building blocks for end-to-end QoS delivery. Ethernet-based forwarding aggregation services that were traditionally delivered using separate networks require consideration of the need for QoS for each service so that providers are not forced to build too many networks. . The main building blocks for this efficient end-to-end QoS guarantee are (1) connection-oriented forwarding, (2) route calculation based on constraints, (3) capacity planning with effective admission control, and (4) providers. This is traffic processing for each hop in the network.

Figure 2010520663
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キャリアイーサネットスイッチ及びサービスアグリゲートエッジ装置によって行われる接続指向転送とは、PBB−TEが通信事業者のネットワークを介してサービストラフィックを送信できるようにするプロバイダネットワークを通じた予め設定された転送のことを意味する。予測可能性はまた、サービスSLAを満足させるQoS保証の最適なコストポイントにおける配信にも役立つ。PNCが行う制約に基づく経路計算とは、ネットワークノードとリンクとの適切な組合せに至るプロセスのことを意味し、この組み合わせが、帯域幅、品質及び通信事業者のポリシー制約を満足させる回線様の転送を共に形成する。PNCが行う接続アドミッション制御とは、同意したサービス契約を遵守して、利用可能な帯域幅リソースをクラスに分類されたサービストラフィックにわたって効率的に割り当てるプロセスのことを意味する。キャリアイーサネットスイッチ及びサービスアグリゲート装置が行うホップ毎のトラフィック処理とは、統計的に多重化されたネットワークを通過するサービストラフィックが、同意したサービス契約によりサービストラフィックが適切に差別化されるようにネットワークの様々な部分において「コンディショニング」を必要とすることを意味する。   The connection-oriented transfer performed by the carrier Ethernet switch and the service aggregate edge device refers to a preset transfer through the provider network that enables the PBB-TE to transmit service traffic through the carrier network. means. Predictability also helps deliver at the optimal cost point of QoS guarantees that satisfy the service SLA. Route calculation based on constraints performed by PNC means a process that leads to an appropriate combination of network nodes and links, and this combination satisfies the bandwidth, quality and carrier policy constraints. Form a transfer together. The connection admission control performed by the PNC refers to the process of efficiently allocating available bandwidth resources across service traffic classified into classes in compliance with agreed service contracts. The hop-by-hop traffic processing performed by the carrier Ethernet switch and the service aggregate device means that the service traffic passing through the statistically multiplexed network is differentiated appropriately by the agreed service contract. Means that “conditioning” is required in various parts of

表2は、様々な帯域幅プロファイル(すなわち、ユーザトラフィック(フレーム、パケット、その他)が(アドミッションポイントにおいて)UNIを通過できる速度)を示すものである。帯域幅プロファイルは、サービス提案及び価格設定の基礎を形成する。帯域幅プロファイルは、コミット情報速度(CIR)及び超過情報速度(EIR)の点で表される。CIRとは、加入者がサービスフレームを転送できる平均速度のことである。このような転送はコミットバーストサイズ(CBS)の影響を受け、これはサービスフレームを送信できるとともに依然としてCIRコンフォーマントであり得る最大サイズのことである。EIRは、CIRよりも速いか又はこれと同じ平均速度であり、サービスフレームがプロバイダのネットワークに入ることを認められる最大速度のことである。同様に、EIRは超過バースト速度(EBR)の影響を受け、これはEIRコンフォーマントとして構成する最大サイズのことである。   Table 2 shows various bandwidth profiles (ie, the rate at which user traffic (frames, packets, etc.) can pass through the UNI (at the admission point)). Bandwidth profiles form the basis for service proposals and pricing. The bandwidth profile is expressed in terms of commit information rate (CIR) and excess information rate (EIR). CIR is the average rate at which a subscriber can transfer service frames. Such transfers are affected by the commit burst size (CBS), which is the maximum size that can transmit service frames and still be CIR conformant. The EIR is the maximum rate that is faster or the same average rate as the CIR and is allowed to allow service frames to enter the provider's network. Similarly, EIR is affected by excess burst rate (EBR), which is the maximum size configured as an EIR conformant.

Figure 2010520663
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ユーザトラフィックは、CIR及びEIRに従うために入口で分類及びマーク付け(色付け)される。CIRコンフォーマントであるトラフィックは緑に色付けされ、入ることが許される。CIR非コンフォーマントではあるがEIRコンフォーマントであるトラフィックは、黄色に色付けされ入ることは許されるが、ベストエフォート配信のマークを付けられ、従って、ネットワークにおける輻輳ポイントで脱落し得る。CIRでもEIRコンフォーマントでもないトラフィックは赤に色付けされ、エッジで脱落する。   User traffic is classified and marked (colored) at the entrance to comply with CIR and EIR. Traffic that is a CIR conformant is colored green and allowed to enter. Traffic that is CIR non-conformant but EIR conformant is colored yellow and allowed to enter, but is marked for best effort delivery and may therefore fall off at congestion points in the network. Traffic that is neither CIR nor EIR conformant is colored red and drops off at the edge.

表3aは、顧客が1ヶ月あたり48,000ドルのコストで6つのサイトへのレイヤ2ポイントツーマルチポイントイーサネット接続を得られるようにする、主要プロバイダから得られる例示的なSLAを示すものである。SLA毎に、1Mbpsから8Mbpsまでの帯域幅を1Mbpsの増分で購入することができ、8Mbpsより上の帯域幅を5Mbps単位で購入することができる。このサービスはまた、ユニキャスト、マルチキャスト及びブロードキャストパケットもサポートし、マルチキャスト及びブロードキャストパケットは総帯域幅の15%までのみが認められる。   Table 3a shows an exemplary SLA obtained from a major provider that enables customers to obtain Layer 2 point-to-multipoint Ethernet connections to six sites at a cost of $ 48,000 per month. . For each SLA, bandwidth from 1 Mbps to 8 Mbps can be purchased in increments of 1 Mbps, and bandwidth above 8 Mbps can be purchased in increments of 5 Mbps. This service also supports unicast, multicast and broadcast packets, which are only allowed up to 15% of the total bandwidth.

Figure 2010520663
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PNCは、SLAを表3bに示すサービス及び転送構成に分解する。サービス構成はサービスの種類を認識するとともに、PEスイッチを通してフルメッシュの転送を作成するために、PBB−TEトランクの作成をトリガする。PNCは、フレーム遅延=100ミリ秒、ジッター=5ミリ秒、及びフレーム損失は0.05%未満などのQoS制約のあるPEを通してPBB−TEトランクを構築する。イーサネットのソフトスイッチモデルで構築されたネットワークコントローラは、スイッチのシェーピング及びポリシング機能を効率的に使用して、到着分布に影響を与えるトラフィックフローを「スムーズ」にし、従ってネットワークにおける待ち行列競合及び輻輳のホットスポットを避ける。   The PNC breaks down the SLA into service and forwarding configurations as shown in Table 3b. The service configuration recognizes the type of service and triggers the creation of a PBB-TE trunk to create a full mesh transfer through the PE switch. The PNC builds a PBB-TE trunk through a QoS constrained PE, such as frame delay = 100 ms, jitter = 5 ms, and frame loss is less than 0.05%. A network controller built on the Ethernet softswitch model uses the switch shaping and policing functions efficiently to “smooth” the traffic flow that affects the arrival distribution, thus reducing queuing contention and congestion in the network. Avoid hot spots.

Figure 2010520663
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表4a及び表4bは、表3aのSLAに従って異なるトラフィックのクラスにわたって帯域幅競合を管理すべくPNCがサポートする2つの種類の帯域幅制約モデル、すなわち(1)ロシア人形型(RDM)及びその予約変形、及び(2)最大割り当て型(MAM)を示すものである。しかしながら、所定のドメインに関しては、接続アドミッション制御のために1つの帯域幅制約モデル(すなわち、RDM又はMAM)が使用される。   Tables 4a and 4b show two types of bandwidth constraint models that PNC supports to manage bandwidth contention across different classes of traffic according to the SLA of Table 3a: (1) Russian Doll (RDM) and its reservation Deformation and (2) Maximum Allocation Type (MAM). However, for a given domain, one bandwidth constraint model (ie RDM or MAM) is used for connection admission control.

表4aは、例示的なトラフィックのクラス及び個々のクラスに割り当てる帯域幅目標を示すものである。4つのクラスタイプ、すなわち(1)リアルタイム(RT)、(2)優先データ(PD)、ビジネスデータ(BD)、及び(4)基本データ(BSD)が存在する。RTは、1秒当たり300メガバイト(Mbps)よりも小さいか又は等しいクラス帯域幅目標を有する。PDは、200Mbpsよりも小さいか又は等しいクラス帯域幅目標を有する。BDは、300Mbpsよりも小さいか又は等しいクラス帯域幅目標を有する。BSDは、200Mbpsよりも小さいか又は等しいクラス帯域幅目標を有する。   Table 4a shows exemplary traffic classes and bandwidth targets allocated to individual classes. There are four class types: (1) real time (RT), (2) priority data (PD), business data (BD), and (4) basic data (BSD). RT has a class bandwidth target of less than or equal to 300 megabytes per second (Mbps). The PD has a class bandwidth target that is less than or equal to 200 Mbps. The BD has a class bandwidth target that is less than or equal to 300 Mbps. BSD has a class bandwidth target that is less than or equal to 200 Mbps.

Figure 2010520663
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表4bは、例示的なSLAに対する例示的なRDM及びMAMの割り当てを示すものである。リンク上のアグリゲートされた予約可能帯域幅がいくつかの帯域幅制約(BC)に「スライス」され、個々のクラスが、以下の仕組みに基づいて「割り当てられる」帯域幅である。MAMでは、個々のクラスタイプが最大帯域幅に関連付けられ、各クラスに単独で割り当てられる。1クラスタイプ毎に帯域幅「スライス」が一定であるため、クラスタイプトラフィックの間で未使用の帯域幅を分け合うことはできない。従っていくつかの展開シナリオでは、MAMモデルは高いリンク利用率を達成することができない。RDMはクラス間の階層を想定し、ネスト方式で制約が適用される。最高のクラスタイプは、最大帯域幅を割り当てられる。次の最大帯域幅は、2つの最高クラスタイプ双方に定められ、その次の帯域幅は、3つの最高クラスタイプに共に定められる等々である。一般的に、このモデルは、結果として非常に高いリンク利用率を生じ、選択したトラフィックのクラスタイプに関して絶対優先を可能にする。これにより、SLA保証を満足させるためのより優れた制御が可能になる。   Table 4b shows an exemplary RDM and MAM assignment for an exemplary SLA. The aggregated reservable bandwidth on the link is “sliced” into a number of bandwidth constraints (BC), and the individual classes are “allocated” bandwidth based on the following mechanism: In MAM, individual class types are associated with maximum bandwidth and are assigned to each class independently. Since the bandwidth “slice” is constant for each class type, unused bandwidth cannot be shared among class type traffic. Thus, in some deployment scenarios, the MAM model cannot achieve high link utilization. RDM assumes a hierarchy between classes, and constraints are applied in a nested manner. The best class type is assigned the maximum bandwidth. The next maximum bandwidth is defined for both the two highest class types, the next bandwidth is defined for the three highest class types, and so on. In general, this model results in very high link utilization and allows absolute priority with respect to the class type of traffic selected. This allows for better control to satisfy the SLA guarantee.

Figure 2010520663
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PNCは、複数のQoS及びクラス毎の帯域幅制約に基づく最適化経路を計算する。これが、接続アドミッション制御方式(すなわち、RDM及びMAM)と統合され、サービス差別化を可能にし、ひいてはクラス毎に基づいてネットワークの利用を制限する。PNCは、NE固有の構成をPEにプッシュ配信して、エッジにおいてトラフィックの分類及びコンディショニング(メーター、シェイプ、ドロップ、マーク)を行う。さらに、トランク経路に従う全てのNEを設定して、ドメインにわたって一貫性のある、及びSLAを遵守したサービストラフィックのためにホップ毎の処理を実現させる。   The PNC calculates an optimized path based on a plurality of QoS and bandwidth constraints for each class. This is integrated with connection admission control schemes (ie RDM and MAM) to enable service differentiation and thus limit network usage on a class-by-class basis. The PNC pushes the NE specific configuration to the PE and performs traffic classification and conditioning (meters, shapes, drops, marks) at the edge. In addition, all NEs that follow the trunk path are set up to achieve hop-by-hop processing for domain-consistent and SLA-compliant service traffic.

PNCは、トポロジーグラフの形でプロバイダネットワークの抽象化表現を維持する。PNCは、帯域幅、遅延、及びジッターオーバーヘッドなどの特性の正確な表示でノード及びリンクをモデル化し、これらが経路計算エンジンにデータポイントを提供して、トランクエンドポイント間に必要な制約に基づく経路を実現する。単純化した例では、関連する保護属性を持たない経路に関しては、ユーザ指定の制約を満たさないノード及びリンクを取り除いてトポロジーサブグラフを形成し、このトポロジーサブグラフ上で制約付最短経路計算(CSPF)アルゴリズムを実行して転送エンドポイント間の経路を計算する。複数の魅力的な経路を選択する場合、アグリゲートされたリンクの重み付けメトリックがタイブレーカーとして働く。   PNC maintains an abstract representation of the provider network in the form of a topology graph. PNC models nodes and links with an accurate representation of characteristics such as bandwidth, delay, and jitter overhead, which provide data points to the route computation engine and route based on the constraints needed between trunk endpoints. Is realized. In a simplified example, for a route that does not have an associated protection attribute, a topology subgraph is formed by removing nodes and links that do not satisfy the user-specified constraints, and a constrained shortest route calculation (CSPF) algorithm on this topology subgraph. To calculate the path between forwarding endpoints. When selecting multiple attractive routes, the weighted metric of the aggregated link acts as a tie breaker.

表5は、PNCサポートの保護及び修復体系を示している。保護属性が、転送キャリングサービストラフィックに回復力を加え、サービストラフィックのクリティカリティが、選択されたオプションを起動する。ネットワーク停止に起因する作動(第1の)経路におけるトラフィック損失を保護するためにスタンバイ(バックアップ)が設定される。ネットワークにおける「相関性のある」障害から保護するために、作動経路及びスタンバイ経路のためのリンク及びノードディスジョイントなどの付加的な属性を要求することができる。リンクディスジョイント特性は、第1の転送が、第1の転送に使用したリンクのいずれも通過しないバックアップ転送で保護されることを確実にし、従ってリンク障害から保護する。ノードディスジョイント特性は、第1の転送が、第1の経路上のノードのいずれも通過しないバックアップ転送で保護されることを確実にし、従ってノード及びリンク障害から保護する。   Table 5 shows the PNC support protection and repair scheme. The protection attribute adds resiliency to the forward carrying service traffic, and the criticality of the service traffic activates the selected option. A standby (backup) is set up to protect traffic loss in the working (first) path due to network outages. To protect against “correlated” failures in the network, additional attributes such as links and node disjoints for working and standby paths can be required. The link disjoint property ensures that the first transfer is protected with a backup transfer that does not pass through any of the links used for the first transfer, and thus protects against link failure. The node disjoint property ensures that the first transfer is protected with a backup transfer that does not pass through any of the nodes on the first path, and thus protects against node and link failures.

Figure 2010520663
Figure 2010520663

第1の概念は、ネットワークにおいて構成可能な通信トンネルを動的にエミュレートする方法である。本方法によれば、複数の通信トンネルが割り当てられる。個々のトンネルは複数のハードウェアエンドポイントを有するとともに(MPLS又はPBTなどの)異なる種類の通信プロトコルであってもよい。全体のエンドツーエンドトンネルは複数のトンネルで構成される。全体のトンネルを形成するために、各個々のトンネルのハードウェアエンドポイントを直接プログラムすることにより、複数のトンネルが接続される。ハードウェアエンドポイントはスイッチ及びルータを含むことができ、エンドポイントをプログラムするステップは、ハードウェアエンドポイントの通常のルーティング動作を無効にするステップを含むことができる。また、ネットワークに常駐するビジネスプレーンモジュールの指示でハードウェアエンドポイントをプログラムすることができる。   The first concept is a method of dynamically emulating a communication tunnel that can be configured in a network. According to this method, a plurality of communication tunnels are allocated. Each tunnel has multiple hardware endpoints and may be a different type of communication protocol (such as MPLS or PBT). The entire end-to-end tunnel is composed of a plurality of tunnels. Multiple tunnels are connected by directly programming the hardware endpoint of each individual tunnel to form an overall tunnel. Hardware endpoints can include switches and routers, and programming the endpoints can include disabling the normal routing behavior of the hardware endpoints. Also, hardware endpoints can be programmed with instructions from business plane modules residing on the network.

VPNの例を図10に示す。この例では、企業が、米国(US)にある本社とフィジーにある出張所との間でVoIP接続をセットアップする必要がある。このシナリオでは、米国のインターネットサービスプロバイダ(ISP)とフィジーのISPとの間の最適な(すなわち最も安価な)ルートは、ロシアのISPのMPLSネットワークを介したものであると仮定する。しかしながら、USのISP及びフィジーのISPはPBTネットワークを使用する。   An example of a VPN is shown in FIG. In this example, an enterprise needs to set up a VoIP connection between its headquarters in the United States (US) and a branch office in Fiji. In this scenario, it is assumed that the optimal (ie, cheapest) route between the US Internet Service Provider (ISP) and the Fiji ISP is through the MPLS network of the Russian ISP. However, US ISPs and Fiji ISPs use PBT networks.

VoIP接続を確立するために、USのISPは、3つのトンネル、すなわち米国の本社からロシアのISPネットワークまでのトンネルT1、ロシアのISPネットワークを経由するトンネルT2、及びロシアのISPネットワークからフィジー出張所までのトンネルT3を入手する必要がある。次に、3つのトンネルを互いに「接着」してVoIP接続のためのVPNを形成する必要がある。しかしながら、MPLSとPBTとの間に相互運用性がないために、これらのトンネルを接続することができない。   To establish a VoIP connection, the US ISP has three tunnels: a tunnel T1 from the US headquarters to the Russian ISP network, a tunnel T2 via the Russian ISP network, and a Russian ISP network to the Fiji branch office. It is necessary to obtain the tunnel T3. Next, the three tunnels need to be “glued” together to form a VPN for VoIP connection. However, since there is no interoperability between MPLS and PBT, these tunnels cannot be connected.

この方法は、個々のトンネル間の接点に存在するネットワーク装置を直接プログラムすることにより、これらのトンネルの接続を可能にする。図11は、USのISPとロシアのISPとの間の接点を示している。個々のネットワークには、スイッチ又はルータなどのネットワーク装置の一部が存在する。装置のそれぞれのトンネルの接続をエミュレートするためには、トンネルを介して移動するパケットを正しく処理するように個々の装置の一部をプログラムする必要がある。これを実現するためには、スイッチ/ルータの通常のルーティング動作を無効にする必要がある。   This method allows the connection of these tunnels by directly programming the network devices present at the contacts between the individual tunnels. FIG. 11 shows the contacts between the US ISP and the Russian ISP. Each network includes a part of a network device such as a switch or a router. In order to emulate the connection of each tunnel of devices, it is necessary to program some of the individual devices to correctly handle packets traveling through the tunnel. In order to achieve this, it is necessary to disable the normal routing operation of the switch / router.

図12は、ISPを介して方法を制御するハイレベルな概要を示している。この方法は、ISPネットワークの各々に常駐するソフトウェア制御プレーンを通じてネットワーク装置を直接プログラムする。ソフトウェア制御プレーンは、米国本社をフィジー出張所に接続するための要求を受信する。次に、ソフトウェア制御プレーンは、望ましい接続の観点からネットワークを調べ、接続を行うためにどのネットワーク装置を構成する必要があるかを決定する。この決定に基づいて、ソフトウェア制御プレーンは、ネットワークの該当部分に使用する(MPLS又はPBTなどの)ネットワーク技術を選択し、互換性のあるプロトコルが利用できない場合には、トンネルを介して移動するパケットを正しく処理するためにネットワーク装置の個々の関連する一部を直接構成する。   FIG. 12 shows a high level overview of controlling the method via the ISP. This method directly programs network devices through a software control plane that resides in each of the ISP networks. The software control plane receives a request to connect the US headquarters to a Fiji branch office. The software control plane then examines the network in terms of the desired connection and determines which network device needs to be configured to make the connection. Based on this decision, the software control plane selects the network technology (such as MPLS or PBT) to use for the relevant part of the network, and if a compatible protocol is not available, the packet traveling through the tunnel Configure each relevant part of the network device directly to handle correctly.

図13は、ソフトウェア制御プレーンのより詳細な図である。ISPは、ビジネスプレーンを介して互いにポリシーを通信し合うことができ、このビジネスプレーンが個々のISPのそれぞれのソフトウェア制御プレーンを制御し、さらにこのソフトウェア制御プレーンがこれらのネットワークポリシーに従って必要なネットワーク装置を直接構成する。   FIG. 13 is a more detailed view of the software control plane. ISPs can communicate policies with each other via the business plane, which controls the respective software control planes of the individual ISPs, and which network equipment is required by the software control plane according to these network policies. Configure directly.

この方法を使用して、図14に示すように単一のISP内でトンネル構成をエミュレートすることができる。この状況では、ソフトウェア制御プレーンは、単一のISPに常駐するネットワーク装置を構成して異なる基本的な通信プロトコルを使用するトンネルを接続することができる。   This method can be used to emulate a tunnel configuration within a single ISP as shown in FIG. In this situation, the software control plane can configure network devices that reside on a single ISP to connect tunnels that use different basic communication protocols.

さらに、ソフトウェア制御プレーンは、図15に示すように異なるトポロジーであるトンネルの接続をエミュレートすることができる。MPLSが、異なるトポロジーのトンネルの接続を許可しない。例えば、MPLSは、従来、ポイントツーポイントトンネルA→BをマルチキャストツリーB→Cに接続することを許可しない。しかしながら、本方法では、様々なトンネルトポロジーの接点においてネットワーク装置を直接構成することにより、このようなトンネルの接続をエミュレートできるようになる。図15を参照すると、A→Bはポイントツーポイントトンネルであり、B→Cはマルチキャストツリーである。この方法の例示的な実施形態は、A→Bトンネルから受信されるパケットをB→Cマルチキャストツリーを介して送信されるように処理するために、Bにおいてネットワーク装置を直接構成することにより、A→BとB→Cとの接続をエミュレートする。ソフトウェア制御プレーンはまた、マルチポイントツーポイント及びマルチポイントツーマルチポイントなどの他のトンネル接続をエミュレートすることもできる。   Furthermore, the software control plane can emulate the connection of tunnels with different topologies as shown in FIG. MPLS does not allow connection of tunnels with different topologies. For example, MPLS conventionally does not allow a point-to-point tunnel A → B to connect to a multicast tree B → C. However, in this method, it is possible to emulate such a tunnel connection by directly configuring the network device at the contacts of various tunnel topologies. Referring to FIG. 15, A → B is a point-to-point tunnel, and B → C is a multicast tree. An exemplary embodiment of this method is to directly configure a network device at B to process packets received from the A → B tunnel to be transmitted via the B → C multicast tree, thereby allowing A → Emulate the connection between B and B → C. The software control plane can also emulate other tunnel connections such as multipoint-to-point and multipoint-to-multipoint.

第2の概念は、第1の概念のネットワークのような、ネットワークにおける通信トンネルを修復する方法である。現在のところ、他のネットワーク最適化方法が存在するが、これらはサービスの迅速な修復を行うことができない。MPLSは最適化を行わず、(利用可能な最低コストの帯域幅などの)特定のネットワークを設定する理由を注記することはなく、むしろ設定された接続の順序のみを知っている。さらに、これらの最適化のための方法は、どのように修復が行われるかについては知らない。   The second concept is a method for repairing a communication tunnel in a network, such as the network of the first concept. At present, there are other network optimization methods, but these cannot perform a quick repair of the service. MPLS does not optimize and does not note the reason for setting up a particular network (such as the lowest cost bandwidth available), but rather knows only the order of connections that have been set up. Furthermore, these methods for optimization do not know how the repair is done.

この方法によれば、ネットワークにおける複数の既存の通信トンネルに関する情報が記憶される。既存のトンネルの1つに障害が起きた場合、元々のトンネルに関して記憶された情報に基づいて新しい通信トンネルが割り当てられる。次に、新しいトンネルのハードウェアエンドポイントを直接プログラムすることにより新しいトンネルを接続して、元々のトンネル構成の機能を回復させる。また、帯域幅コストが最適化されるように新しいトンネルを接続することができる。   According to this method, information about a plurality of existing communication tunnels in the network is stored. If one of the existing tunnels fails, a new communication tunnel is assigned based on the information stored about the original tunnel. It then connects the new tunnel by directly programming the new tunnel's hardware endpoint to restore the functionality of the original tunnel configuration. Also, new tunnels can be connected so that bandwidth costs are optimized.

図16は、図10のような通信ネットワークを示しているが、フランスのISPを通じてリルートされたVoIP接続を含む。このシナリオでは、ロシアのISPを経由するトンネルに障害が起きる。この方法の例示的な実施形態では、このような障害の検出時に、ソフトウェア制御プレーンが、プロトコルのトラフィックエンジニアリング規則に従って、ネットワークの通信プロトコルの種類に関わらず異なるISPネットワークを介してトラフィックをリルートすることができる。   FIG. 16 shows a communication network as in FIG. 10 but includes VoIP connections rerouted through a French ISP. In this scenario, the tunnel through the Russian ISP fails. In an exemplary embodiment of the method, upon detection of such a failure, the software control plane reroutes traffic through different ISP networks, regardless of the network communication protocol type, according to the protocol's traffic engineering rules. Can do.

図16を参照すると、ソフトウェア制御プレーンが、企業の米国本社とそのフィジー出張所との間のVoIP接続などの既存の接続に関する情報を記憶する。ある時点で、そのトンネルに障害を起こしているロシアのISPに障害が起きる。この方法の例示的な実施形態は、VoIP接続に関する記憶された情報に基づいて、フランスのISPを通じて障害を検出し新しいトンネルを割り当てる。次に、ソフトウェア制御プレーンが、新しく形成されたトンネルの接点においてネットワーク装置を直接構成することにより、トンネルの接続をエミュレートする。   Referring to FIG. 16, the software control plane stores information about existing connections, such as VoIP connections between a company's US headquarters and its Fiji branch office. At some point, a Russian ISP that has failed the tunnel will fail. An exemplary embodiment of the method detects a failure through a French ISP and assigns a new tunnel based on stored information about the VoIP connection. The software control plane then emulates the tunnel connection by directly configuring the network device at the newly formed tunnel contacts.

第3の概念は、ネットワークにおいて通信トンネルをエミュレートする方法である。この方法によれば、第1の基本的な通信プロトコル及び複数のハードウェアエンドポイントを有する通信トンネルが割り当てられる。次に、通信トンネルのハードウェアエンドポイントを直接プログラムすることにより、トンネルが第1のプロトコルとは異なる基本的な通信プロトコルを有する他の通信トンネルに接続される。   The third concept is a method for emulating a communication tunnel in a network. According to this method, a communication tunnel having a first basic communication protocol and a plurality of hardware endpoints is assigned. The tunnel is then connected to another communication tunnel having a basic communication protocol different from the first protocol by directly programming the hardware endpoint of the communication tunnel.

第3の概念の方法によれば、第1の概念のソフトウェア制御プレーンをサービス移行のために使用することができる。図17を参照すると、異なる接続に関連付けられたネットワーク装置を直接プログラムすることにより、既存のMPLS接続を容易かつ迅速にPBT接続に変換することができる。第1概念のトンネル抽象化は、ポイント(「何を」)と使用するネットワークプロトコル(「どのように」)との間の望ましい接続の分離を可能にし、すなわち、ソフトウェア制御プレーンに対する接続のための要求は、どの接続が望ましいかに関心があり、ソフトウェア制御プレーンは、これらの接続を行うために利用可能なネットワーク装置をどのように構成するかに関心がある。   According to the method of the third concept, the software control plane of the first concept can be used for service transition. Referring to FIG. 17, an existing MPLS connection can be easily and quickly converted to a PBT connection by directly programming network devices associated with different connections. The first concept of tunnel abstraction allows separation of the desired connection between the point ("what") and the network protocol to use ("how"), i.e. for connection to the software control plane The request is interested in which connections are desirable, and the software control plane is interested in how to configure the network devices available to make these connections.

第4の概念は、ネットワークにおいてネットワークハードウェアリソースを監査する方法である。この方法によれば、複数の通信トンネルの構成に関する情報が記憶される。通信トンネルの各々に関して、トンネルが使用する関連するリソースが識別される。次に方法は、識別されたリソースからリソースの構成状態に関する情報を検索する。次に方法は、記憶された情報と検索された情報との間のあらゆる不一致を特定する。不一致が存在する場合、次に方法は、新しいリソースを割り当て、或いは既存のリソースの割り当てを解除することにより不一致を解消する。   The fourth concept is a method for auditing network hardware resources in a network. According to this method, information related to the configuration of a plurality of communication tunnels is stored. For each communication tunnel, the associated resources used by the tunnel are identified. The method then retrieves information about the configuration state of the resource from the identified resource. The method then identifies any discrepancies between the stored information and the retrieved information. If a mismatch exists, the method then resolves the mismatch by allocating new resources or deallocating existing resources.

現在のところ、リソース割り当て担う中心ソースは存在しない。多くの個々のシステムアドミニストレータは、関連する接続にリソースを手動で追加し、また関連する接続からリソースを手動で取り除き、通常、リソースを追跡し続けるためにスプレッドシートしか使用しない。第1概念のトンネル抽象化は、これらのリソースの正確な計算を可能にする。   At present, there is no central source responsible for resource allocation. Many individual system administrators manually add resources to the associated connection and manually remove resources from the associated connection, typically using only spreadsheets to keep track of resources. The first concept of tunnel abstraction allows accurate calculation of these resources.

第4概念の方法は、エミュレートしたトンネルの接続を確立する際に使用される割り当てられたネットワーク装置のモデルを提供する。この方法は、リソースが誰に割り当てられたか、及びこれらのリソースがどのように使用されているかを追跡し続ける。ネットワーク障害の場合、この方法は、どのネットワーク装置を通信に割り当てるべきか、及びどのネットワーク装置を実際に割り当てるかを決定することができる。   The fourth concept method provides a model of an assigned network device that is used in establishing an emulated tunnel connection. This method keeps track of who resources have been allocated and how these resources are being used. In the case of a network failure, the method can determine which network device should be assigned for communication and which network device is actually assigned.

どのネットワーク装置を割り当てるべきか決定するために、ソフトウェア制御プレーンは、装置のハイレベルのリスト及び既存の接続を行うためにそれをどのように使用しているかを記憶する。どのネットワーク装置を実際に割り当てるかを決定するために、ソフトウェア制御プレーンは、装置が割り当てられるべきと思っているかどうかに関してネットワーク装置にポーリングを行う。次に方法は、記憶されたリストを装置から取り出した情報と比較し、あらゆる不一致にフラグを立てる。この不一致は、割り当てを予定しているが割り当てられていないネットワーク装置の一部、或いは割り当てられてはいるがもはや使用されていない装置の一部を含むことができる。いずれかの不一致が存在する場合、ソフトウェア制御プレーンは、リソースが無い場合には追加のリソースを割り当てることができ、これ以上リソースが必要ない場合には余分なリソースの割り当てを解除することができる。   To determine which network device to assign, the software control plane stores a high level list of devices and how they are using it to make existing connections. To determine which network device is actually assigned, the software control plane polls the network device for whether the device thinks it should be assigned. The method then compares the stored list with information retrieved from the device and flags any inconsistencies. This discrepancy can include some of the network devices that are scheduled to be assigned but not assigned, or some of the devices that are assigned but no longer in use. If any mismatch exists, the software control plane can allocate additional resources when there are no resources, and can deallocate extra resources when no more resources are needed.

本発明についてその例示的な実施形態を参照しながら具体的に示し説明したが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲に含まれる本発明の範囲から逸脱することなく、本発明において形態及び詳細における様々な変更を行うことができると理解するであろう。   Although the invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, those skilled in the art will recognize that the invention is in the form of a invention without departing from the scope of the invention as encompassed by the appended claims. It will be understood that various changes in detail can be made.

100c NGNアーキテクチャ; 130 サービス/アプリケーションドメイン;
140 制御ドメイン; 150 転送ドメイン; 160 アクセスドメイン;
170 CPEドメイン; 402 プロバイダネットワークコントローラ(PNC);
405 経路計算モジュール(PCM); 407 データベース。
100c NGN architecture; 130 service / application domain;
140 control domain; 150 forwarding domain; 160 access domain;
170 CPE domain; 402 Provider Network Controller (PNC);
405 Route Calculation Module (PCM); 407 Database.

Claims (56)

通信ネットワークにおいてサービスを制御する方法であって、該方法は、ソフトウェア制御プレーン制御システムによって、
前記通信ネットワークにおけるハードウェアエンドポイント及び通信接続に関する情報と、前記通信ネットワークを制御するトラフィックエンジニアリング規則及びネットワークポリシーとを記憶するステップと、
前記通信ネットワーク上で実施されるサービスを定義するステップと、
前記定義したサービスを実施するために、前記記憶した情報に基づいて通信経路を計算するステップと、
前記計算した通信経路に従ってハードウェアエンドポイントをプログラムして、前記通信ネットワークにおける通信経路を設定するステップと、
前記計算した通信経路に従うプログラムしたハードウェアエンドポイント及び通信接続をモニタし、前記記憶した情報を更新するステップと、
通信経路を再計算し、該再計算した通信経路に従うハードウェアエンドポイントを再プログラムして、前記記憶した情報及びサービスの変更に基づいて前記通信経路を適応させ、前記サービスの実施を確実にするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
A method for controlling a service in a communication network, the method comprising:
Storing information on hardware endpoints and communication connections in the communication network, traffic engineering rules and network policies controlling the communication network;
Defining a service to be performed on the communication network;
Calculating a communication path based on the stored information to implement the defined service;
Programming a hardware endpoint according to the calculated communication path to set a communication path in the communication network;
Monitoring programmed hardware endpoints and communication connections according to the calculated communication path and updating the stored information;
Recalculate the communication path, reprogram the hardware endpoints that follow the recalculated communication path, adapt the communication path based on the stored information and service changes, and ensure the implementation of the service Steps,
A method comprising the steps of:
前記通信ネットワークは、マルチレイヤ、マルチサービス、マルチベンダ、又はマルチキャリア通信ネットワークである、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
The communication network is a multi-layer, multi-service, multi-vendor, or multi-carrier communication network.
The method according to claim 1.
前記経路はトンネルを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
The path includes a tunnel;
The method according to claim 1.
前記ハードウェアエンドポイントは、スイッチ及びルータを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
The hardware endpoint includes a switch and a router,
The method according to claim 1.
前記通信ネットワークにおけるハードウェアエンドポイント及び通信接続に関する前記情報は、容量、利用率及び性能指標を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
The information regarding hardware endpoints and communication connections in the communication network includes capacity, utilization rate and performance index,
The method according to claim 1.
前記サービスは属性によって定義され、前記方法は、
前記ネットワーク上で実施される前記サービスを定義する属性を記憶するステップと、
前記定義したサービスを実施するために、前記属性に基づいて通信経路を計算するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
The service is defined by attributes, and the method includes:
Storing attributes defining the service implemented on the network;
Calculating a communication path based on the attribute to implement the defined service;
The method of claim 1 further comprising:
前記サービスを定義する属性は、フレームの待ち時間、遅延変動及び損失率、及び帯域幅プロファイルを含むサービス性能を含む、
ことを特徴とする請求項6に記載の方法。
The attributes defining the service include service performance including frame latency, delay variation and loss rate, and bandwidth profile.
The method according to claim 6.
通信経路を再計算し、該再計算した通信経路に従うハードウェアエンドポイントを再プログラムして、前記定義したサービスの属性の変更に基づいて前記通信経路を適応させ、前記サービスの実施を確実にするステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項6に記載の方法。
Recalculate the communication path and reprogram hardware endpoints that follow the recalculated communication path to adapt the communication path based on changes in the attributes of the defined service and ensure the implementation of the service Further comprising steps,
The method according to claim 6.
通信経路を計算するステップは、サービスの質及びクラス毎の帯域幅制約に基づいて前記通信ネットワークにおけるハードウェアポイント及び通信接続を最適化するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Computing the communication path further comprises optimizing hardware points and communication connections in the communication network based on quality of service and bandwidth constraints per class;
The method according to claim 1.
通信経路を計算するステップは、前記計算した通信経路から十分に冗長性のあるバックアップ通信経路を計算するステップを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
The step of calculating a communication path includes the step of calculating a sufficiently redundant backup communication path from the calculated communication path.
The method according to claim 1.
前記計算した通信経路に従うハードウェアエンドポイントをプログラムするステップは、前記ハードウェアエンドポイントの通常の動作を無効にするステップを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Programming a hardware endpoint that follows the calculated communication path includes disabling normal operation of the hardware endpoint;
The method according to claim 1.
前記計算した通信経路に従うプログラムしたハードウェアエンドポイント及び通信接続をモニタするステップは、ネットワーク障害、過負荷又は経路最適化のためにモニタするステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Monitoring programmed hardware endpoints and communication connections according to the calculated communication path further comprises monitoring for network failure, overload or path optimization.
The method according to claim 1.
前記通信経路を再計算し、該再計算した通信経路に従うハードウェアエンドポイントを再プログラムするステップは、前記計算した通信経路における前記通信接続の少なくとも1つに障害が起きた場合、前記通信ネットワークにおける通信経路を修復する、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Recalculating the communication path and reprogramming a hardware endpoint according to the recalculated communication path, if at least one of the communication connections in the calculated communication path fails, in the communication network Repair the communication path,
The method according to claim 1.
前記通信接続は、基本的な通信プロトコルを有し、前記方法は、前記通信経路の前記基本的な通信プロトコルとは異なる基本的な通信プロトコルを有する、前記通信ネットワークにおける通信接続を使用して、計算した通信経路の前記基本的な通信プロトコルをエミュレートするステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
The communication connection has a basic communication protocol, and the method uses a communication connection in the communication network having a basic communication protocol different from the basic communication protocol of the communication path; Further emulating the basic communication protocol of the calculated communication path;
The method according to claim 1.
前記通信経路を再計算し、該再計算した通信経路に従うハードウェアエンドポイントを再プログラムするステップは、前記記憶した情報に基づいて前記通信ネットワークにおける個々のサービスの前記通信経路を最適化する、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Recalculating the communication path and reprogramming hardware endpoints that follow the recalculated communication path optimize the communication path of individual services in the communication network based on the stored information;
The method according to claim 1.
前記通信経路を再計算するステップは、該再計算した通信経路の通信接続のそれぞれの修復時間定数に基づいて、前記通信経路の関連する修復時間定数を動的に調整するステップを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Recalculating the communication path includes dynamically adjusting an associated repair time constant of the communication path based on a respective repair time constant of a communication connection of the recalculated communication path;
The method according to claim 1.
前記通信経路を再計算するステップは、該通信経路に関連する経済的又は社会的価値に基づいて再計算を行うステップを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Recalculating the communication path includes recalculating based on an economic or social value associated with the communication path;
The method according to claim 1.
前記計算した経路から前記再計算した経路へサービスを移行させるステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Further comprising transferring service from the calculated route to the recalculated route;
The method according to claim 1.
前記計算した経路から前記再計算した経路へサービスを移行させるステップは、前記通信ネットワークにおけるハードウェアエンドポイント及び通信接続のメンテナンスをサービスを中断せずに可能にする、
ことを特徴とする請求項18に記載の方法。
Transferring service from the calculated path to the recalculated path enables maintenance of hardware endpoints and communication connections in the communication network without interrupting the service;
The method according to claim 18, wherein:
通信ネットワークにおいて、該通信ネットワーク上で実施されるように定義されたサービスを制御するように構成されたソフトウェア制御プレーンネットワークコントローラであって、
前記通信ネットワークにおけるハードウェアポイント及び通信接続に関する情報と、前記通信ネットワークを制御するトラフィックエンジニアリング規則及びネットワークポリシーとを記憶するように構成されたデータベースと、
前記定義されたサービスを実施するために、前記記憶した情報に基づいて通信経路を計算し、該計算した通信経路に従うハードウェアエンドポイントをプログラムして、前記通信ネットワークにおける通信経路を設定し、前記計算した通信経路に従うプログラムしたハードウェアエンドポイント及び通信接続をモニタするとともに前記記憶した情報を更新し、通信経路を再計算するとともに該再計算した通信経路に従うハードウェアエンドポイントを再プログラムして、前記記憶した情報及びサービスの変更に基づいて前記通信経路を適応させ、前記サービスの実施を保証するように構成された経路計算モジュールと、
を備えることを特徴とするソフトウェア制御プレーンネットワークコントローラ。
In a communication network, a software control plane network controller configured to control services defined to be implemented on the communication network,
A database configured to store information regarding hardware points and communication connections in the communication network, traffic engineering rules and network policies controlling the communication network;
In order to implement the defined service, calculate a communication path based on the stored information, program a hardware endpoint according to the calculated communication path, set a communication path in the communication network, and Monitor the programmed hardware endpoint and communication connection according to the calculated communication path and update the stored information, recalculate the communication path and reprogram the hardware endpoint according to the recalculated communication path; A path calculation module configured to adapt the communication path based on the stored information and service changes and to ensure the implementation of the service;
A software control plane network controller comprising:
前記通信ネットワークは、マルチレイヤ、マルチサービス、マルチベンダ、又はマルチキャリア通信ネットワークである、
ことを特徴とする請求項20に記載のネットワークコントローラ。
The communication network is a multi-layer, multi-service, multi-vendor, or multi-carrier communication network.
The network controller according to claim 20.
前記経路はトンネルを含む、
ことを特徴とする請求項20に記載のネットワークコントローラ。
The path includes a tunnel;
The network controller according to claim 20.
前記ハードウェアエンドポイントは、スイッチ及びルータを含む、
ことを特徴とする請求項20に記載のネットワークコントローラ。
The hardware endpoint includes a switch and a router,
The network controller according to claim 20.
前記通信ネットワークにおけるハードウェアエンドポイント及び通信接続に関する前記情報は、容量、利用率及び性能指標を含む、
ことを特徴とする請求項20に記載のネットワークコントローラ。
The information regarding hardware endpoints and communication connections in the communication network includes capacity, utilization rate and performance index,
The network controller according to claim 20.
前記経路計算モジュールは、前記ネットワーク上で実施される前記サービスを定義する、データベースに記憶された属性に基づいて通信経路を計算するようにさらに構成された、
ことを特徴とする請求項20に記載のネットワークコントローラ。
The path calculation module is further configured to calculate a communication path based on attributes stored in a database defining the service implemented on the network;
The network controller according to claim 20.
サービスを定義する前記属性は、フレームの待ち時間、遅延変動及び損失率、及び帯域幅プロファイルを含むサービス性能を含む、
ことを特徴とする請求項25に記載のネットワークコントローラ。
The attributes that define the service include service performance including frame latency, delay variation and loss rate, and bandwidth profile.
26. The network controller according to claim 25.
前記経路計算モジュールは、通信経路を計算するとともに該再計算した通信経路に従うハードウェアエンドポイントを再プログラムして、前記定義されたサービスの属性の変更に基づいて前記通信経路を適応させ、前記サービスの実施を確実にするようにさらに構成された、
ことを特徴とする請求項25に記載のネットワークコントローラ。
The path calculation module calculates a communication path and reprograms a hardware endpoint according to the recalculated communication path to adapt the communication path based on a change in the attribute of the defined service, Further configured to ensure the implementation of
26. The network controller according to claim 25.
前記経路計算モジュールは、サービスの質及びクラス毎の帯域幅制約に基づいて前記通信ネットワークにおけるハードウェアエンドポイント及び通信接続を最適化するようにさらに構成された、
ことを特徴とする請求項20に記載のネットワークコントローラ。
The path calculation module is further configured to optimize hardware endpoints and communication connections in the communication network based on quality of service and bandwidth constraints per class;
The network controller according to claim 20.
前記経路計算モジュールは、前記計算した通信経路から十分に冗長性のあるバックアップ通信経路を計算するようにさらに構成された、
ことを特徴とする請求項20に記載のネットワークコントローラ。
The path calculation module is further configured to calculate a sufficiently redundant backup communication path from the calculated communication path;
The network controller according to claim 20.
前記経路計算モジュールは、前記ハードウェアエンドポイントの通常の動作を無効にすることにより、前記計算した通信経路に従うハードウェアエンドポイントをプログラムするようにさらに構成された、
ことを特徴とする請求項20に記載のネットワークコントローラ。
The path calculation module is further configured to program a hardware endpoint that follows the calculated communication path by disabling normal operation of the hardware endpoint;
The network controller according to claim 20.
前記経路計算モジュールは、ネットワーク障害、過負荷又は経路最適化のために、前記計算した通信経路に従うプログラムしたハードウェアエンドポイント及び通信接続をモニタするようにさらに構成された、
ことを特徴とする請求項20に記載のネットワークコントローラ。
The path calculation module is further configured to monitor programmed hardware endpoints and communication connections that follow the calculated communication path for network failure, overload or path optimization.
The network controller according to claim 20.
前記経路計算モジュールは、前記計算した通信経路における通信接続の少なくとも1つに障害が起きた場合、前記通信経路を再計算するとともに該再計算した通信経路に従うハードウェアエンドポイントを再プログラムして、前記通信ネットワークにおける通信経路を修復するようにさらに構成された、
ことを特徴とする請求項20に記載のネットワークコントローラ。
The path calculation module recalculates the communication path and reprograms a hardware endpoint according to the recalculated communication path when at least one of the communication connections in the calculated communication path fails. Further configured to repair a communication path in the communication network;
The network controller according to claim 20.
前記通信接続は基本的な通信プロトコルを有し、前記経路計算モジュールは、前記通信経路の前記基本的な通信プロトコルとは異なる基本的な通信プロトコルを有する、前記通信ネットワークにおける通信接続を使用して、計算した通信経路の前記基本的な通信プロトコルをエミュレートするようにさらに構成された、
ことを特徴とする請求項32に記載のネットワークコントローラ。
The communication connection has a basic communication protocol, and the path calculation module uses a communication connection in the communication network having a basic communication protocol different from the basic communication protocol of the communication path. Further configured to emulate the basic communication protocol of the calculated communication path;
The network controller according to claim 32, wherein:
前記経路計算モジュールは、前記通信経路を再計算するとともに該再計算した通信経路に従うハードウェアエンドポイントを再プログラムして、前記記憶した情報に基づいて前記通信ネットワークにおける個々のサービスの通信経路を最適化するようにさらに構成された、
ことを特徴とする請求項20に記載のネットワークコントローラ。
The path calculation module recalculates the communication path and reprograms hardware endpoints according to the recalculated communication path to optimize communication paths of individual services in the communication network based on the stored information. Further configured to
The network controller according to claim 20.
前記経路計算モジュールは、前記再計算した通信経路の通信接続のそれぞれの修復時間定数に基づいて、前記通信経路の関連する修復時間定数を動的に調整するようにさらに構成された、
ことを特徴とする請求項20に記載のネットワークコントローラ。
The path calculation module is further configured to dynamically adjust an associated repair time constant of the communication path based on a respective repair time constant of a communication connection of the recalculated communication path;
The network controller according to claim 20.
前記経路計算モジュールは、前記通信経路に関連する経済的又は社会的価値に基づいて前記通信経路を再計算するようにさらに構成された、
ことを特徴とする請求項20に記載のネットワークコントローラ。
The path calculation module is further configured to recalculate the communication path based on an economic or social value associated with the communication path;
The network controller according to claim 20.
前記ネットワークコントローラは、前記計算した経路から前記再計算した経路へサービスを移行させるようにさらに構成された、
ことを特徴とする請求項20に記載のネットワークコントローラ。
The network controller is further configured to transfer service from the calculated route to the recalculated route;
The network controller according to claim 20.
前記ネットワークコントローラは、前記通信ネットワークにおけるハードウェアエンドポイント及び通信接続のメンテナンスをサービスを中断せずに可能にすべくサービスを移行するようにさらに構成された、
ことを特徴とする請求項37に記載のネットワークコントローラ。
The network controller is further configured to transition services to allow maintenance of hardware endpoints and communication connections in the communication network without interrupting the service;
38. The network controller according to claim 37.
通信ネットワークにおいて通信トンネルを修復する方法であって、該方法は、ソフトウェア制御プレーン制御システムによって、
前記通信ネットワークにおけるハードウェアエンドポイント及び通信接続に関する情報を記憶するステップと、
前記記憶した情報に基づいて通信トンネルを計算するステップと、
前記計算した通信トンネルに従うハードウェアエンドポイントをプログラムして、前記通信ネットワークにおける前記通信トンネルを設定するステップと、
前記通信トンネルに従うハードウェアエンドポイント及び通信接続における障害を検出するステップと、
新しい通信トンネルを割り当てるとともに該新しい通信トンネルに従うハードウェアエンドポイントを再プログラムして、前記通信トンネルを修復するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
A method for repairing a communication tunnel in a communication network, the method comprising:
Storing information about hardware endpoints and communication connections in the communication network;
Calculating a communication tunnel based on the stored information;
Programming a hardware endpoint according to the calculated communication tunnel to set up the communication tunnel in the communication network;
Detecting a failure in a hardware endpoint and communication connection following the communication tunnel;
Reassigning a new communication tunnel and reprogramming hardware endpoints following the new communication tunnel to repair the communication tunnel;
A method comprising the steps of:
前記ハードウェアエンドポイントは、スイッチ及びルータを含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
The hardware endpoint includes a switch and a router,
40. The method of claim 39.
前記計算した通信トンネルに従うハードウェアエンドポイントをプログラムするステップは、前記ハードウェアエンドポイントの通常の動作を無効にするステップを含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
Programming a hardware endpoint that follows the calculated communication tunnel includes disabling normal operation of the hardware endpoint;
40. The method of claim 39.
前記通信トンネルは基本的な通信プロトコルを有し、前記方法は、前記通信トンネルの前記基本的な通信プロトコルとは異なる基本的な通信プロトコルを有する、前記通信ネットワークにおける新しい通信トンネルを使用して、計算した通信トンネルの前記基本的な通信プロトコルをエミュレートするステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
The communication tunnel has a basic communication protocol, and the method uses a new communication tunnel in the communication network having a basic communication protocol different from the basic communication protocol of the communication tunnel; Further emulating the basic communication protocol of the calculated communication tunnel;
40. The method of claim 39.
新しい通信トンネルを割り当てるとともに該新しい通信トンネルに従うハードウェアエンドポイントを再プログラムするステップは、前記記憶した情報に基づいて前記通信トンネルを最適化する、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
Allocating a new communication tunnel and reprogramming a hardware endpoint following the new communication tunnel optimizes the communication tunnel based on the stored information;
40. The method of claim 39.
前記計算した通信トンネルから前記新しい通信トンネルへサービスを移行させるステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の方法。
Further comprising transferring services from the calculated communication tunnel to the new communication tunnel;
40. The method of claim 39.
通信ネットワークにおいて通信トンネルを修復するように構成されたソフトウェア制御プレーンネットワークコントローラであって、
前記通信ネットワークにおけるハードウェアエンドポイント及び通信接続に関する情報を記憶するように構成されたデータベースと、
前記記憶した情報に基づいて通信トンネルを計算し、該計算した通信トンネルに従うハードウェアエンドポイントをプログラムして、前記通信ネットワークにおける前記通信トンネルを設定し、前記通信トンネルに従うハードウェアエンドポイント及び通信接続における障害を検出し、新しい通信トンネルを割り当てるとともに該新しい通信トンネルに従うハードウェアエンドポイントを再プログラムして、前記通信トンネルを修復するように構成された経路計算モジュールと、
を備えることを特徴とするソフトウェア制御プレーンネットワークコントローラ。
A software control plane network controller configured to repair a communication tunnel in a communication network,
A database configured to store information regarding hardware endpoints and communication connections in the communication network;
Calculating a communication tunnel based on the stored information, programming a hardware endpoint according to the calculated communication tunnel, setting up the communication tunnel in the communication network, and a hardware endpoint and communication connection following the communication tunnel A route calculation module configured to detect a failure in the network, assign a new communication tunnel and reprogram a hardware endpoint following the new communication tunnel to repair the communication tunnel;
A software control plane network controller comprising:
前記ハードウェアエンドポイントは、スイッチ及びルータを含む、
ことを特徴とする請求項45に記載のネットワークコントローラ。
The hardware endpoint includes a switch and a router,
The network controller according to claim 45, wherein:
前記経路計算モジュールは、前記ハードウェアエンドポイントの通常の動作を無効にすることにより、前記計算した通信トンネルに従うハードウェアエンドポイントをプログラムするようにさらに構成された、
ことを特徴とする請求項45に記載のネットワークコントローラ。
The path calculation module is further configured to program a hardware endpoint that follows the calculated communication tunnel by disabling normal operation of the hardware endpoint.
The network controller according to claim 45, wherein:
前記通信トンネルは基本的な通信プロトコルを有し、前記経路計算モジュールは、前記通信トンネルの前記基本的な通信プロトコルとは異なる基本的な通信プロトコルを有する、前記通信ネットワークにおける通信トンネルを使用して、計算した通信トンネルの前記基本的な通信プロトコルをエミュレートするようにさらに構成された、
ことを特徴とする請求項45に記載のネットワークコントローラ。
The communication tunnel has a basic communication protocol, and the path calculation module uses a communication tunnel in the communication network having a basic communication protocol different from the basic communication protocol of the communication tunnel. Further configured to emulate the basic communication protocol of the calculated communication tunnel,
The network controller according to claim 45, wherein:
前記経路計算モジュールは、新しい通信トンネルを割り当てるとともに該新しい通信トンネルに従うハードウェアエンドポイントを再プログラムして、前記記憶した情報に基づいて前記通信トンネルを最適化するようにさらに構成された、
ことを特徴とする請求項45に記載のネットワークコントローラ。
The path calculation module is further configured to allocate a new communication tunnel and reprogram a hardware endpoint following the new communication tunnel to optimize the communication tunnel based on the stored information;
The network controller according to claim 45, wherein:
前記ネットワークコントローラは、前記計算した通信トンネルから前記新しい通信トンネルへサービスを移行させるようにさらに構成された、
ことを特徴とする請求項45に記載のネットワークコントローラ。
The network controller is further configured to transfer service from the calculated communication tunnel to the new communication tunnel;
The network controller according to claim 45, wherein:
ネットワークにおいて通信トンネルを修復する方法であって、
複数の既存の通信トンネルに関する情報を記憶するステップと、
前記複数の既存の通信トンネルの少なくとも1つに障害が起きた場合、前記記憶した情報に基づいて、各々が複数のハードウェアエンドポイントを有する複数の新しい通信トンネルを割り当てるステップと、
前記複数のハードウェアエンドポイントを直接プログラムすることにより前記複数の新しいトンネルを接続するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
A method of repairing a communication tunnel in a network,
Storing information about a plurality of existing communication tunnels;
If at least one of the plurality of existing communication tunnels fails, assigning a plurality of new communication tunnels each having a plurality of hardware endpoints based on the stored information;
Connecting the plurality of new tunnels by directly programming the plurality of hardware endpoints;
A method comprising the steps of:
前記複数のハードウェアエンドポイントは、スイッチ及びルータを含む、
ことを特徴とする請求項51に記載の方法。
The plurality of hardware endpoints include switches and routers,
52. The method of claim 51, wherein:
前記複数のハードウェアエンドポイントを直接プログラムするステップは、通常のルーティング動作を無効にするステップを含む、
ことを特徴とする請求項51に記載の方法。
Directly programming the plurality of hardware endpoints includes disabling normal routing operations;
52. The method of claim 51, wherein:
ネットワークにおいて通信トンネルをエミュレートする方法であって、
第1の基本的な通信プロトコル及び複数のハードウェアエンドポイントを有する通信トンネルを割り当てるステップと、
前記複数のハードウェアエンドポイントを直接プログラムすることにより、前記第1のプロトコルとは異なる基本的な通信プロトコルを有する他の通信トンネルに前記トンネルを接続するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
A method of emulating a communication tunnel in a network,
Assigning a communication tunnel having a first basic communication protocol and a plurality of hardware endpoints;
Connecting the tunnel to another communication tunnel having a basic communication protocol different from the first protocol by directly programming the plurality of hardware endpoints;
A method comprising the steps of:
前記複数のハードウェアエンドポイントは、スイッチ及びルータを含む、
ことを特徴とする請求項54に記載の方法。
The plurality of hardware endpoints include switches and routers,
55. The method of claim 54, wherein:
前記複数のハードウェアエンドポイントを直接プログラムするステップは、通常のルーティング動作を無効にするステップを含む、
ことを特徴とする請求項54に記載の方法。
Directly programming the plurality of hardware endpoints includes disabling normal routing operations;
55. The method of claim 54, wherein:
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